CN206726120U - 用于可插拔cpu插件的无风扇式散热及抗震结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于可插拔CPU插件的无风扇式散热及抗震结构，包括CPU模块、印制板载板、抗震结构和散热结构，所述CPU插件通过所述抗震结构安装在电力设备装置机箱的侧面，所述印制板载板上安装有所述CPU模块，所述CPU模块贴合在所述散热结构上；本实用新型提供的用于可插拔CPU插件的无风扇式散热及抗震结构将CPU模块通过导热件直接与散热器相接触，并直接将散热器与安装机箱侧壁固定连接，实现了将CPU模块的热量直接散发到安装机箱外部，提高了CPU插件的散热效率；并且通过机箱内部导轨与机箱侧壁形成双导轨设计，不仅增强了CPU插件整体抗震强度，提高了CPU插件运行稳定性，而且实现了CPU插件的可插拔性，现场维护方便快捷。

Description

用于可插拔CPU插件的无风扇式散热及抗震结构

技术领域

本实用新型涉及一种CPU插件，尤其涉及一种用于可插拔CPU插件的无风扇式散热及抗震结构，属于电力电子设备领域。

背景技术

在电力设备装置中，CPU模块是影响装置运行稳定性的重要因素之一，也是产生热量最高的位置，尤其是在7×24小时无风扇运行的设备中。

现有的无风扇装置中，CPU模块主要采用散热器方式或者热管+散热器方式进行散热。这两种散热方式存在以下缺点：

1.由于电力装置空间有限，机箱内部结构紧凑，CPU模块通过散热器散发的热量全部聚集在机箱内部，在有限的空间内热量难以从发热位置向机箱其他位置有效的散发，导致散热效率低下，如不能及时有效地散热，很容易影响装置的运行稳定性，甚至死机。

2.CPU模块的发热元件通过导热管与机箱外部散热器连接传导热量；此散热方式结构复杂且装配繁琐，加工安装要求精度极高，成本高，现场维护非常麻烦。

3.CPU模块不具有可插拔性，若装置有故障，现场维护十分不便，只能整体更换装置，增加维护成本。

3.CPU模块设计主要注重散热，没有加强抗震能力的结构设计，特别是采用嵌入式设计的CPU模块，在无风扇的情况下，CPU散热器表面积越大，其散热效率越高，同时由于散热器表面积与其重量成正比，如果设计不合理会导致因为结构强度太弱使CPU插件在运输途中掉落造成装置损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于可插拔CPU插件的无风扇式散热及抗震结构。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种用于可插拔CPU插件的无风扇式散热及抗震结构，包括CPU模块、印制板载板、抗震结构和散热结构，所述CPU插件通过所述抗震结构安装在电力设备装置机箱的侧面，所述印制板载板上安装有所述CPU模块，所述CPU模块贴合在所述散热结构上；

具体地，所述散热结构包括散热器和导热件，所述散热器通过所述导热件与所述CPU模块热传递；

具体地，所述抗震结构包括印制板导轨、机箱侧壁、插件面板、所述印制板载板、多个散热器支撑条和所述散热器，所述散热器通过所述插件面板、多个所述散热器支撑条与所述印制板载板固定连接，两个所述印制板导轨分别设置在所述机箱内安装侧面的上部和下部，所述印制板导轨设置有与所述印制板载板对应的印制板导槽，所述散热器的上端和下端均设置有与所述机箱侧壁对应的散热器导槽。

具体地，所述导热件包括导热铜板和导热硅胶垫，所述导热硅胶垫贴合在所述CPU模块上，多个所述导热铜板的上端均嵌入至所述散热器的内侧面，且多个所述导热铜板均设置在所述导热硅胶垫与所述散热器之间，并与所述导热硅胶垫贴合。

具体地，所述印制板载板通过所述导轨上的所述印制板导槽与所述安装机箱可滑动连接，所述散热器通过所述散热器导槽和所述机箱侧壁与所述安装机箱可滑动连接，所述散热器导槽为铣削加工而成的键槽，所述散热器通过所述机箱侧壁与所述机箱紧密贴合。

优选地，多个所述散热器支撑条通过M3×30个螺钉与所述印制板载板和所述散热器固定连接。

优选地，所述插件面板内侧设置安装件，所述插件面板内侧通过所述安装件与所述印制板载板和所述散热器固定连接，所述面板上设置有插件安装件，所述CPU插件通过所述插件安装件安装在所述机箱上。

优选地，所述散热器由铝合金材质制成。

本实用新型的有益效果在于：

与现有技术相比，本实用新型提供的用于可插拔CPU插件的无风扇式散热及抗震结构将CPU模块通过导热件直接与散热器相接触，并直接将散热器与安装机箱侧壁固定连接，实现了将CPU模块的热量直接散发到安装机箱外部，提高了CPU插件的散热效率；并且通过机箱内部导轨与机箱侧壁形成双导轨设计，不仅增强了CPU插件整体抗震强度，提高了CPU插件运行稳定性，而且实现了CPU插件的可插拔性，现场维护方便快捷。

附图说明

图1是本实用新型所述CPU插件的安装示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是本实用新型所述CPU插件的分解结构示意图；

图中：1-CPU插件、2-机箱、3-插件面板、4-印制板载板、5-CPU模块、6-导热硅胶垫、7-导热铜板、8-散热器、9-键槽、10-散热器支撑条、11-印制板导轨、12-机箱侧壁。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1、图2和图3所示，本实用新型一种用于可插拔CPU插件的无风扇式散热及抗震结构，包括CPU模块5、印制板载板4、抗震结构和散热结构，CPU插件1通过抗震结构安装在电力设备装置机箱2的侧面，印制板载板4上安装有CPU模块5，CPU模块5贴合在散热结构上；散热结构包括散热器8和导热件，散热器8通过导热件与CPU模块5热传递；抗震结构包括印制板导轨11、机箱侧壁12、插件面板3、印制板载板4、多个散热器支撑条10和散热器8，散热器8通插件面板3、多个散热器支撑条10与印制板载板4固定连接，两个印制板导轨11分别设置在机箱2内安装侧面的上部和下部，印制板导轨11设置有与印制板载板4对应的印制板导槽，散热器8的上端和下端均设置有与机箱侧壁12对应的散热器导槽9；导热件包括导热铜板7和导热硅胶垫6，导热硅胶垫6贴合在CPU模块5上，多个导热铜板7的上端均嵌入至所述散热器8的内侧面，且多个导热铜板7均设置在导热硅胶垫6与散热器8之间，并与导热硅胶垫6贴合；印制板载板4通过导轨11上的印制板导槽与安装机箱2可滑动连接，散热器8通过散热器导槽和机箱侧壁12与安装机箱2可滑动连接，散热器导槽为铣削加工而成的键槽9，散热器8通过机箱侧壁12与机箱2紧密贴合。多个散热器支撑条10通过M3×30个螺钉与印制板载板4和散热器8固定连接，插件面板3内侧设置有安装件，插件面板3内侧通过安装件与印制板载板4和散热器8固定连接；插件面板3上设置有插件安装件，CPU插件1通过插件安装件安装在机箱2上；本实施例中，散热器8材质为具有足够硬度的6063铝合金，价格低廉，重量轻，同时在铝合金散热器底座嵌入铜板，增强导热性能。当然，本案中不局限于散热材质，只要能实现散热器兼顾强度和散热性能的实施方式，均属于对本案的简单变形或变换，落入本案的保护范围内。

本实用新型用于可插拔CPU插件的无风扇式散热及抗震结构的工作原理如下：

CPU模块5表面的热量通过绝缘导热硅胶垫6传递到嵌入导热铜板7的铝合金散热器8上，散热器8接收到热量后向散热器8整个表面及机箱外壳传递，最后通过机箱外部的空气流动将散热器8及机箱2表面的热量带走。

绝缘导热硅胶垫6、导热铜板7、散热器8本身均具有散热作用，CPU插件工作时产生的热量通过绝缘导热硅胶垫6传递到嵌入铜板的铝合金散热器8上，热量再由整个散热器8及机箱表面散发到机箱外部空气中，使得CPU插件能进行及时主动快速的散热；抗震结构的设计，可对安装了铝合金散热器8的CPU插件进行平衡减震，提高了CPU运行的稳定性，散热器8本身通过铣削形成键槽9卡入机箱侧壁12起到导向与限位作用，结合印制板载板4插入机箱内部的导轨11形成双导轨设计，承载整个CPU插件的重量，同时通过导槽和导轨实现在机箱上进行整体插拔，现场维护更加方便快捷。

CPU插件是整个装置正常运行的核心，一旦受损将直接导致装置死机或停止工作。在以往的设计中，CPU插件安装在机箱内部，所采用的散热器8的形状大小仅与CPU模块5相适配，故而仅采用单导轨设计，由印制板载板4插入机箱内部的导轨11来承载整个插件的重量，但如果采用高性能CPU处理器，功耗变大，所需要的散热器8表面积亦随之变大，整个CPU插件的重量就增加了，如果在安装中采用双导轨设计，不但可以加大散热器8的表面积至整个CPU插件的形状大小，增强散热效果，而且使散热器8自身承载其重量，从而有助于减少对CPU插件损坏的可能性。同时使用多个散热器支撑条10和插件面板3将散热器8与印制板载板4固定在一起，不仅可以使CPU模块5与散热器8可靠接触，有效的传递热量；还可以均衡整个CPU插件的重量，避免因散热器8过重而导致印制板变形。另外CPU模块5表面与散热器8之间采用绝缘导热硅胶垫6，不仅填补了两者间的间隙，使导热铜板7与散热器8能够紧密结合，让热量容易传到散热器8上，使热传导良好；同时还起到了缓冲减震作用，保证CPU插件长时间正常运行的稳定性。

该散热结构具有以下的优点：

(1)本专利采用CPU插件1直接插入机箱2外侧，散热器8在机箱外的设计，实现了将散热器8与CPU模块7直接接触，无须热管连接，能以最快的方式将CPU发热模块的温度直接传递到散热器8上，散热器将热量散到外部空气中，从而实现快速散热。

(2)CPU插件1被动散热时需采用的散热器8表面积一般都会很大，这样才能保证热量的吸收和散发，采取CPU插件1置于机箱外侧的方法，不仅使CPU插件能及时有效的将热量散发到机箱外，而且使机箱内部空间变大，机箱内部无主要发热器件，有效的降低了机箱内部温度，从而延长了整个装置的使用寿命。

(3)CPU插件1实现了在机箱上整体插拔，现场维护起来也更加方便快捷。

(4)印制板4与散热器8上开槽形成双导轨设计，大大加强了整个插件插入机箱后的强度,印制板载板4配合机箱内铝型材导轨11插入，散热器本身通过铣削形成键槽9卡入机箱侧壁12起到导向、限位及承重的作用，达到了平衡减震的目的。

本实用新型的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本实用新型的技术方案做出的技术变形，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于可插拔CPU插件的无风扇式散热及抗震结构，其特征在于：包括CPU模块、印制板载板、抗震结构和散热结构，所述CPU插件通过所述抗震结构安装在电力设备装置机箱的侧面，所述印制板载板上安装有所述CPU模块，所述CPU模块贴合在所述散热结构上；

所述散热结构包括散热器和导热件，所述散热器通过所述导热件与所述CPU模块热传递；

所述抗震结构包括印制板导轨、机箱侧壁、插件面板、所述印制板载板、多个散热器支撑条和所述散热器，所述散热器通过所述插件面板、多个所述散热器支撑条与所述印制板载板固定连接，两个所述印制板导轨分别设置在所述机箱内安装侧面的上部和下部，所述印制板导轨设置有与所述印制板载板对应的印制板导槽，所述散热器的上端和下端均设置有与所述机箱侧壁对应的散热器导槽。

2.根据权利要求1所述的用于可插拔CPU插件的无风扇式散热及抗震结构，其特征在于：所述导热件包括导热铜板和导热硅胶垫，所述导热硅胶垫贴合在所述CPU模块上，多个所述导热铜板的上端均嵌入至所述散热器的内侧面，且多个所述导热铜板均设置在所述导热硅胶垫与所述散热器之间，并与所述导热硅胶垫贴合。

3.根据权利要求1所述的用于可插拔CPU插件的无风扇式散热及抗震结构，其特征在于：所述印制板载板通过所述导轨上的所述印制板导槽与所述安装机箱可滑动连接，所述散热器通过所述散热器导槽和所述机箱侧壁与所述安装机箱可滑动连接，所述散热器导槽为铣削加工而成的键槽，所述散热器通过所述机箱侧壁与所述机箱紧密贴合。

4.根据权利要求1所述的用于可插拔CPU插件的无风扇式散热及抗震结构，其特征在于：多个所述散热器支撑条通过M3×30个螺钉与所述印制板载板和所述散热器固定连接。

5.根据权利要求1所述的用于可插拔CPU插件的无风扇式散热及抗震结构，其特征在于：所述插件面板内侧设置安装件，所述插件面板内侧通过所述安装件与所述印制板载板和所述散热器固定连接，所述插件面板上设置有插件安装件，所述CPU插件通过所述插件安装件安装在所述机箱上。

6.根据权利要求1所述的用于可插拔CPU插件的无风扇式散热及抗震结构，其特征在于：所述散热器由铝合金材质制成。