CN215010552U - 一种5g无线通信交互装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种5G无线通信交互装置，包括上壳体、下壳体、主板、被动散热件及主动散热组件；上壳体与下壳体之间形成散热风道和安装容腔，散热风道位于上壳体内并呈横向设置，安装容腔位于下壳体内；主板可拆卸设于安装容腔内，且主板与下壳体内部底面具有散热间隙，下壳体底部设有透气孔；被动散热件底部覆盖于主板的芯片上，顶部位于散热风道内，通过被动散热件与下壳体配合实现散热风道与安装容腔的隔绝；主动散热组件包括设于散热风道进口处和出口处的两个散热风扇，通过两个散热风扇实现主动推动空气与被动散热件进行热交换的功能，且主动散热组件与主板通信连接，该方案具有可显著提升散热效果的同时，无需设置防尘网且噪音低优点。

Description

一种5G无线通信交互装置

技术领域

本实用新型属于通信设备技术领域，具体涉及一种5G无线通信交互装置。

背景技术

一般而言，通信设备是用于工控环境的有线通讯设备和无线通讯设备。目前，通信设备已经成为了人们生产生活中所不可或缺的工具。

具体的，有线通讯设备主要包括工业现场的串口通讯、专业总线型的通讯、工业以太网的通讯以及各种通讯协议之间的转换设备。无线通讯设备主要包括无线AP、无线网桥、无线网卡、无线避雷器以及天线等设备。

对无线通讯设备而言，在长时间使用过后，内部产生较多的热量，产生的热量仅通过通信设备的外壳无法进行有效散热，从而导致设备因温度过高导致内部的精细工件损坏的问题。尤其是5G通信设备，发热量相比传统的4G、3G等设备更大，因此需要更加强大的散热系统，但是现有的结构均是在装置上安装散热风扇，然后需要安装防尘网，防尘网的设置会显著降低风量，造成散热风扇的散热效率降低，因此需要增加散热风扇的转速来弥补这个缺点，也带来了噪音更大的问题。

综上，亟待需要一种无需设置防尘网、散热效率高且噪音低的5G无线通信交互装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种操作方便的5G无线通信交互装置。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种5G无线通信交互装置包括上壳体、下壳体、主板、被动散热件及主动散热组件；所述上壳体与下壳体之间可拆卸连接形成散热风道和安装容腔，散热风道位于上壳体内并呈横向设置，安装容腔位于下壳体内；所述主板可拆卸设于安装容腔内，且主板与下壳体内部底面具有散热间隙，下壳体底部设有透气孔；所述被动散热件底部覆盖于主板的芯片上，顶部位于散热风道内，通过所述被动散热件与下壳体配合实现散热风道与安装容腔的隔绝；所述主动散热组件包括设于散热风道进口处和出口处的两个散热风扇，通过两个所述散热风扇实现主动推动空气与被动散热件进行热交换的功能，且所述主动散热组件与主板通信连接。

工作原理及有益效果

1、在本装置正常负载运行时，此时芯片并未全力工作，因此发热较少，对于散热的需求较低，因此可通过主板关闭两个散热风扇，采用被动散热的方式，可在保证本装置正常运行的前提下，显著降低噪音的产生；

2、当本装置全力运行时，此时芯片发热较大，对于散热的需求增大，因此通过可主板开启并根据芯片温度调节两个散热风扇的转速，有效地保证芯片的散热，且由于散热风道为横向设置且与安装容腔是隔绝的，因此无需额外设置防尘罩或防尘网，并不会对于内部的主板产生影响，因此没有防尘罩或防尘网对于散热风扇的阻碍，可以更低的转速来满足芯片的散热，噪音更低；

3、灰尘在一般情况下只在重力作用下沉降在上壳体的顶部，上壳体顶部是密封的，且下壳体的透气孔是朝下的，因此灰尘是无法轻易进入到下壳体内的安装容腔内的，最多也就沉降在下壳体的下底面上；

4、主板与下壳体底面的散热间隙设置，可更好地提升主板整体的散热效果。

进一步地，所述主动散热组件还包括设于被动散热件内部的半导体制冷片，所述半导体制冷片冷端朝向主板，热端朝向上方，且所述半导体制冷片与主板通信连接。此设置，增加了主动制冷效果，使得本装置可单独通过半导体制冷片的散热来满足芯片的散热需求，相比单独风冷的设置，噪音更低，散热效果更好，受环境温度的制约较小，若需要全力运行，可同时开启半导体制冷片和散热风扇，以达到最佳的散热效果。

进一步地，所述散热风扇均为PWM风扇。此设置，相比传统的开关控制和DC线性控制，PWM风扇的PWM驱动信号施加到连接至风扇的高侧或低侧的场效应晶体管(field-effect transistor，FET)上。在特定频率k开关风扇，通过PWM信号的占空比(duty cycle)来控制风扇转速，而施加在风扇上的电压始终为全或零。此方法的最大优势是设计简单、外部电路少、且成本低，可根据芯片的温度进行更加精确地转速调节。

进一步地，所述被动散热件包括基体和散热翅片部，所述基体与散热翅片为一体切削加工而成或焊接加工而成。此设置可保证散热翅片部与基体之间的热传递效率一致，不受其他因素影响，有些现有技术为了降低加工难度，会将基体和散热翅片部通过导热硅脂连接，但是导热硅脂的导热系数相对于基体和散热翅片过低，会阻碍散热，因此只能够用于基体和芯片之间用来填充细微间隙，增大热交换面积。

进一步地，所述被动散热件为铝合金制成，且所述散热翅片部上涂覆有石墨烯涂层。此设置，通过铝合金制成的被动散热件在提供优异的导热系数和散热性能的同时，相比铜重量更轻，且配合石墨烯涂层可进一步提升其散热效果，在散热器翅片上喷涂石墨烯涂层经过市场的长时间验证，已经广泛用于PC散热器领域。

进一步地，所述被动散热件与主板之间还设有VC均热板。VC(Vapor Chamber)均热板在手机散热领域作为最新的第三代散热技术被广泛运用，其可以被看作铜管液冷的升维技术，两者虽然都是气液相变的原理，不同的是热管只有单一方向的“线性”有效导热能力，而VC相当于从“线到面”的升维，可以更好的将热量从四面八方带走，其在笔记本电脑领域也较为常见，因此通过VC均热板运用在本装置上，可显著提升本装置的散热效果。

进一步地，所述散热风道的进口处和出口处均设有导风槽，每个所述导风槽从起始端到靠近散热风道中心处的开口逐渐增大。此设置，通过导风槽的设置，可起到一定的聚风作用，使得空气更好地集中朝向散热翅片部，并减少死角，减少对空气的阻碍，提高散热效率。

进一步地，所述下壳体上设有定位挡边，所述定位挡边中心处设有被动散热件伸出的通孔，且所述定位挡边与被动散热件侧壁接触。此设置，通过定位挡边起到了对被动散热件的定位作用，也能够起到隔绝散热风道和安装容腔的效果，取得更加的防尘效果。

进一步地，所述VC均热板与主板的芯片之间设有导热硅脂或导热垫。此设置，可更好地填充VC均热板与主板的芯片之间的微小间隙，增大热交换面积，从而显著提升散热效果。

进一步地，所述上壳体和/或下壳体通过铝合金制成。此设置，可根据实际成本预算情况选择，上壳体或下壳体或上壳体和下壳体均通过铝合金制成，通过铝合金制成的壳体可在保证本装置结构强度的前提下，提供更好地散热效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的一种实施例的内部结构图；

图2为被动散热件的结构示意图。

图中，1、上壳体；2、下壳体；3、主板；4、被动散热件；5、主动散热组件；6、天线；7、散热风道；8、安装容腔；9、导风槽；10、VC均热板；21、支撑柱；22、散热间隙；23、定位挡边；24、透气孔；41、基体；42、散热翅片部；51、散热风扇；52、半导体制冷片。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-2所示，本5G无线通信交互装置包括上壳体1、下壳体2、主板3、被动散热件4及主动散热组件5，在本实施例中上壳体1和下壳体2均通过铝合金制成，当然也可以上壳体1通过铝合金制成，下壳体2通过塑料制成，主板3为常见的5G无线通信设备的主板3，天线6可以是隐藏式的或安装在下壳体2上的，具体结构为现有技术，这里不再对其进行赘述。可根据实际成本预算情况选择，上壳体1或下壳体2或上壳体1和下壳体2均通过铝合金制成，通过铝合金制成的壳体可在保证本装置结构强度的前提下，提供更好地散热效果。

具体地，上壳体1与下壳体2之间通过卡扣连接或螺丝连接形成散热风道7和安装容腔8，散热风道7位于上壳体1内并呈横向设置，安装容腔8位于下壳体2内，且散热风道7的进口处和出口处均设有导风槽9，每个所述导风槽9从起始端到靠近散热风道7中心处的开口逐渐增大。此设置，通过导风槽9的设置，可起到一定的聚风作用，使得空气更好地集中朝向散热翅片部42，并减少死角，减少对空气的阻碍，提高散热效率。

具体地，主板3通过下壳体2底部的多根支撑柱21和螺丝安装在安装容腔8内，且主板3与下壳体2内部底面具有散热间隙22，下壳体2底部设有透气孔24。

具体地，被动散热件4底部覆盖于主板3的芯片上，顶部位于散热风道7内，通过被动散热件4与下壳体2配合实现散热风道7与安装容腔8的隔绝，其中主板3的芯片有好几种，5G芯片、处理芯片等，每个芯片和存储颗粒等均被被动散热件4覆盖，所述被动散热件4与主板3之间还设有VC均热板10，所述VC均热板10与主板3的芯片之间设有导热硅脂或导热垫，如信越7921或Arctic MX-5，可更好地填充VC均热板10与主板3的芯片之间的微小间隙，增大热交换面积，从而显著提升散热效果。

优选地，下壳体2上设有定位挡边23，所述定位挡边23中心处设有被动散热件伸出的通孔，且所述定位挡边23与被动散热件侧壁接触。此设置，通过定位挡边23起到了对被动散热件的定位作用，也能够起到隔绝散热风道7和安装容腔8的效果，取得更加的防尘效果。

优选地，被动散热件4包括基体41和散热翅片部42，所述基体41与散热翅片为一体切削加工而成或焊接加工而成。此设置可保证散热翅片部42与基体41之间的热传递效率一致，不受其他因素影响，有些现有技术为了降低加工难度，会将基体41和散热翅片部42通过导热硅脂连接，但是导热硅脂的导热系数相对于基体41和散热翅片过低，会阻碍散热，因此只能够用于基体41和芯片之间用来填充细微间隙，增大热交换面积。

优选地，被动散热件4为铝合金制成，且所述散热翅片部42上涂覆有石墨烯涂层。此设置，通过铝合金制成的被动散热件4在提供优异的导热系数和散热性能的同时，相比铜重量更轻，且配合石墨烯涂层可进一步提升其散热效果，在散热器翅片上喷涂石墨烯涂层经过市场的长时间验证，已经广泛用于PC散热器领域。

具体地，主动散热组件5包括设于散热风道7进口处和出口处的两个散热风扇51，通过两个所述散热风扇51实现主动推动空气与被动散热件4进行热交换的功能，且主动散热组件5与主板3通过导线通信连接。

在本实施例中，主动散热组件5还包括设于被动散热件4内部的半导体制冷片52，半导体制冷片52冷端朝向主板3，热端朝向上方，且所述半导体制冷片52与主板3通信连接。此设置，增加了主动制冷效果，使得本装置可单独通过半导体制冷片52的散热来满足芯片的散热需求，相比单独风冷的设置，噪音更低，散热效果更好，受环境温度的制约较小，若需要全力运行，可同时开启半导体制冷片52和散热风扇51，以达到最佳的散热效果。

优选地，散热风扇51均为PWM风扇。此设置，相比传统的开关控制和DC线性控制，PWM风扇的PWM驱动信号施加到连接至风扇的高侧或低侧的场效应晶体管(field-effecttransistor，FET)上。在特定频率k开关风扇，通过PWM信号的占空比(duty cycle)来控制风扇转速，而施加在风扇上的电压始终为全或零。此方法的最大优势是设计简单、外部电路少、且成本低，可根据芯片的温度进行更加精确地转速调节。

在本装置正常负载运行时，此时芯片并未全力工作，因此发热较少，对于散热的需求较低，因此可通过主板3关闭两个散热风扇51，采用被动散热的方式，可在保证本装置正常运行的前提下，显著降低噪音的产生。

当本装置全力运行时，此时芯片发热较大，对于散热的需求增大，因此通过可主板3开启并根据芯片温度调节两个散热风扇51的转速，有效地保证芯片的散热，且由于散热风道7为横向设置且与安装容腔8是隔绝的，因此无需额外设置防尘罩或防尘网，并不会对于内部的主板3产生影响，因此没有防尘罩或防尘网对于散热风扇51的阻碍，可以更低的转速来满足芯片的散热，噪音更低。

灰尘在一般情况下只在重力作用下沉降在上壳体1的顶部，上壳体1顶部是密封的，且下壳体2的透气孔24是朝下的，因此灰尘是无法轻易进入到下壳体2内的安装容腔8内的，最多也就沉降在下壳体2的下底面上，主板3与下壳体2底面的散热间隙22设置，可更好地提升主板3整体的散热效果。

本实用新型未详述部分为现有技术，故本实用新型未对其进行详述。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

尽管本文较多地使用了上壳体1、下壳体2、主板3、被动散热件4、主动散热组件5、天线6、散热风道7、安装容腔8、导风槽9、VC均热板10、支撑柱21、散热间隙22、定位挡边23、基体41、散热翅片部42、散热风扇51、半导体制冷片52等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种5G无线通信交互装置，其特征在于，包括上壳体、下壳体、主板、被动散热件及主动散热组件；所述上壳体与下壳体之间可拆卸连接形成散热风道和安装容腔，散热风道位于上壳体内并呈横向设置，安装容腔位于下壳体内；所述主板可拆卸设于安装容腔内，且主板与下壳体内部底面具有散热间隙，下壳体底部设有透气孔；所述被动散热件底部覆盖于主板的芯片上，顶部位于散热风道内，通过所述被动散热件与下壳体配合实现散热风道与安装容腔的隔绝；所述主动散热组件包括设于散热风道进口处和出口处的两个散热风扇，通过两个所述散热风扇实现主动推动空气与被动散热件进行热交换的功能，且所述主动散热组件与主板通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种5G无线通信交互装置，其特征在于，所述主动散热组件还包括设于被动散热件内部的半导体制冷片，所述半导体制冷片冷端朝向主板，热端朝向上方，且所述半导体制冷片与主板通信连接。

3.根据权利要求1所述的一种5G无线通信交互装置，其特征在于，所述散热风扇均为PWM风扇。

4.根据权利要求1所述的一种5G无线通信交互装置，其特征在于，所述被动散热件包括基体和散热翅片部，所述基体与散热翅片为一体切削加工而成或焊接加工而成。

5.根据权利要求4所述的一种5G无线通信交互装置，其特征在于，所述被动散热件为铝合金制成，且所述散热翅片部上涂覆有石墨烯涂层。

6.根据权利要求1所述的一种5G无线通信交互装置，其特征在于，所述被动散热件与主板之间还设有VC均热板。

7.根据权利要求1所述的一种5G无线通信交互装置，其特征在于，所述散热风道的进口处和出口处均设有导风槽，每个所述导风槽从起始端到靠近散热风道中心处的开口逐渐增大。

8.根据权利要求4所述的一种5G无线通信交互装置，其特征在于，所述下壳体上设有定位挡边，所述定位挡边中心处设有被动散热件伸出的通孔，且所述定位挡边与被动散热件侧壁接触。

9.根据权利要求6所述的一种5G无线通信交互装置，其特征在于，所述VC均热板与主板的芯片之间设有导热硅脂或导热垫。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种5G无线通信交互装置，其特征在于，所述上壳体和/或下壳体通过铝合金制成。

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