CN217563991U

CN217563991U - 一种安装与散热一体化电子设备

Info

Publication number: CN217563991U
Application number: CN202221301625.8U
Authority: CN
Inventors: 石永安; 刘卫刚; 王猛
Original assignee: Xi'an Yellow River Electromechanical Co ltd
Current assignee: Xi'an Yellow River Electromechanical Co ltd
Priority date: 2022-05-27
Filing date: 2022-05-27
Publication date: 2022-10-11
Anticipated expiration: 2032-05-27

Abstract

本公开实施例是关于一种安装与散热一体化电子设备，电子设备包括：壳体，壳体包括背向设置的前端面和后端面，以及两个侧端面，前端面、后端面与两个侧端面围合形成第一腔体，后端面上设有导热组件；前端组件通过固定件设置在前端面上，且与前端面形成第二腔体；后端组件通过固定件设置在后端面上，且与后端面形成第三腔体，后端组件的部分组件与导热组件相接触。本公开实施例中的电子设备，通过对壳体进行改进形成第二腔体作为散热风道有利于电子设备散热。壳体既是安装结构，也是散热结构，这种一体化结构设计降低了散热器件传热路径上的热阻，也解决了产热器件的散热问题，减轻了电子设备的重量。

Description

一种安装与散热一体化电子设备

技术领域

本公开实施例涉及电子设备散热技术领域，尤其涉及一种安装与散热一体化电子设备。

背景技术

随着电子设备工作频段越来越高，对电子设备小型化、轻量化提出了更高的要求，同时电子设备内部安装大量高密集度的收发组件、信号处理单元芯片、供电电源，这使得小型化、轻量化与电子设备散热之间的矛盾越来越突出。散热问题处理不好将影响电子设备内部关键器件的可靠性，从而影响电子设备的性能指标，因此，必须处理好小型化、轻量化与散热之间的矛盾。

目前应用于小型电子设备上的散热方式主要有自然散热和强迫风冷散热。自然散热可以满足热流密度小于0.08W/cm²的器件散热要求，对于热流密度大于0.08W/cm²的器件散热需借助均温板、热管等传热元件将热量均匀扩散，这势必会降低电子设备的可靠性、增加其重量；也有采用强迫风冷散热方式的技术，但大多采用的是开放式风冷系统，抗恶劣环境的能力差，不能实现电子设备的防尘、防水、防盐雾要求；强迫风冷散热也有采用散热盖板的闭式风冷结构形式，这种结构形式是将发热器件的热量传导到散热盖板的散热片组上，再借助风机1041将散热片组上的热量带走，该方式无法解决电子设备调试过程中拆除后盖后的散热问题，同样也会增加电子设备的重量。

因此，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。

需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本公开的技术方案提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

实用新型内容

本公开实施例的目的在于提供一种安装与散热一体化电子设备，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

本公开实施例提供一种安装与散热一体化电子设备，所述电子设备包括：

壳体，所述壳体包括背向设置的前端面和后端面，所述前端面和所述后端面的侧边之间设置有相对的两个侧端面，所述前端面、所述后端面与两个所述侧端面围合形成第一腔体，所述后端面上设有导热组件；

前端组件，所述前端组件通过固定件设置在所述前端面上，且与所述前端面形成第二腔体；

后端组件，所述后端组件通过固定件设置在所述后端面上，且与所述后端面形成第三腔体，所述后端组件的部分组件与所述导热组件相接触。

本公开的一实施例中，所述前端面上设有第一散热片组。

本公开的一实施例中，所述后端面上设有第二散热片组。

本公开的一实施例中，所述导热组件包括多个卡接件，与所述后端组件的部分组件相卡接。

本公开的一实施例中，多个所述卡接件的形状不同。

本公开的一实施例中，所述壳体还包括：

通风窗：所述通风窗设置于所述侧端面上。

本公开的一实施例中，所述通风窗上设有多个风机。

本公开的一实施例中，所述前端组件包括自所述壳体的前端面依次向外设置的盖板、辐射元件和前罩板。

本公开的一实施例中，所述后端组件包括自所述壳体的后端面依次向外设置的产热组件和后罩板。

本公开的一实施例中，所述产热组件包括收发元件、信号处理元件以及电源，其中，所述信号处理元件与所述导热组件相连接。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开实施例中的安装与散热一体化电子设备结构简单，通过对壳体进行改进形成第二腔体作为散热风道有利于电子设备散热，前端组件与壳体进行安装可形成第二腔体、后端组件与壳体进行安装可形成第三腔体。所述壳体既是安装结构，也是散热结构，这种一体化结构设计降低了散热器件传热路径上的热阻，也解决了产热器件的散热问题，减轻了电子设备的重量。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本公开示例性实施例中的安装与散热一体化电子设备的结构示意图；

图2示出本公开示例性实施例中的安装与散热一体化电子设备的分解结构示意图；

图3示出本公开示例性实施例中的壳体的三视图；

图4示出本公开示例性实施例中的壳体的剖视图；

图5示出本公开示例性实施例中的收发元件、信号处理元件及电源散热仿真图；

图6示出本公开示例性实施例中的散热仿真流体温度分布图。

附图标记：

100、壳体；101、前端面；1011、第一散热片组；102、后端面；1021、导热组件；1022、第二散热片组；103、侧端面；104、通风窗；1041、风机；200、前端组件；201、盖板；202、辐射元件；203、前罩板；300、后端组件；301、产热组件；3011、收发元件；3012、信号处理元件；3013、电源；302、后罩板；3021、第三散热片组。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本公开实施例的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。

本示例实施方式中提供一种安装与散热一体化电子设备，请参考图1-4，所述电子设备包括：壳体100、前端组件200和后端组件300。

具体地，所述壳体100包括背向设置的前端面101和后端面102，所述前端面101和所述后端面102的侧边之间设置有相对的两个侧端面103。其中，两个所述侧端面103的长度可以大于所述前端面101和所述后端面102之间的距离。所述前端面101、所述后端面102与两个所述侧端面103围合形成第一腔体，所述第一腔体就是所述电子设备的散热风道，起到主要的散热作用。所述后端面102上设有导热组件1021，用来将第一腔体外的元件产生的热量通过导热组件1021传导进入所述第一腔体内，已进行后续的散热。所述前端组件200通过固定件设置在所述前端面101上，所述前端组件200和所述前端面101之间可以预设一定距离，且所述前端组件200与所述前端面101形成第二腔体，其中所述第二腔体可以是密闭的，以达到防尘、防水、防盐雾要求。所述后端组件300通过固定件设置在所述后端面102上，且与所述后端面102形成第三腔体，所述第三腔体也可以是密闭的，同样可以达到三防要求。所述后端组件300的部分组件与所述导热组件1021相接触，以利用所述导热组件1021将所述后端组件300产生的热量进行传导，使部分热量进入所述第一腔体，以进行后续散热。

其中，所述固定件可以是螺钉、夹紧件等，但也不限于此。

本实施例中，通过对壳体100进行改进形成第二腔体作为散热风道有利于电子设备散热，前端组件200与壳体100进行安装可形成第二腔体、后端组件300与壳体100进行安装可形成第三腔体。所述壳体100既是安装结构，也是散热结构，这种一体化结构设计降低了散热器件传热路径上的热阻，也解决了产热器件的散热问题，减轻了电子设备的重量。

可选的，在一些实施例中，所述前端面101上设有第一散热片组1011，用于将进入第一腔体内的热量进行发散，以降低电子设备的热量。同样地，所述后端面102上设有第二散热片组1022，也是对进入第一腔体内的热量进行发散，以降低电子设备的热量。也就是说，第一散热片组1011和第二散热片组1022都是第一腔体范围内的散热装置，对其内的热量进行发散。

进一步可选的，在一些实施例中，所述壳体100还包括：通风窗104，所述通风窗104设置于所述侧端面103上，也就是位于第一腔体的范围内，可以将第一腔体内的热量通过通风窗104与外界进行空气交换，以降低电子设备内部的温度。此外，可以在所述通风窗104上安装多个风机1041，以加速第一腔体与外界的空气交换，快速降低电子设备内部的温度。

可选的，在一些实施例中，如图3所示，所述导热组件1021包括多个卡接件，与所述后端组件300的部分组件相卡接。进一步可选地，多个所述卡接件的形状不同，可以根据后端组件300的型号、结构配置不同形状的卡接件，例如，多种尺寸的矩形凸台面等，以将组件安装在后端面102上。

可选的，在一些实施例中，所述前端组件200包括自所述壳体100的前端面101依次向外设置的盖板201、辐射元件202和前罩板203。

可选的，在一些实施例中，所述后端组件300包括自所述壳体100的后端面102依次向外设置的产热组件301和后罩板302，其中，所述产热组件301包括收发元件3011、信号处理元件3012以及电源3013，其中，所述信号处理元件3012与所述导热组件1021相连接。产热组件301产生的热量可以通过导热组件1021传导进入第一腔体，利用风机1041和通风窗104与外界进行空气交换，将热量发散出去，从而降低电子设备的温度。另外，所述后罩板302上可以设置第三散热片组3021，以将第三腔体内的部分热量散发出去。

另外，壳体100可以是一个长方体结构，所述前端面101上可以阵列分布多个通孔，用于辐射元件202与收发元件3011之间的信号连接。盖板201安装到前端面101后形成第二腔体，即散热风道，散热风道内沿气流流动方向阵列分布多个散热片。后端面102上设置的导热组件1021可以是多个矩形的凸台面，用于和信号处理元件3012上的散热芯片匹配安装、热量传导，同时后端面102上设置多个散热片。

下面对安装与散热一体化电子设备10的具体尺寸参数进行举例描述。

(1)根据辐射元件202、收发元件3011、信号处理元件3012及电源3013的外形尺寸(长、宽)及安装方式确定壳体100的长度L1、宽度L2，第一散热片组1011长度L5，L5<L2。

(2)根据辐射元件202、收发元件3011、信号处理元件3012及电源3013的高度尺寸、第一散热片组1011的高度h1尺寸、前端面101的深度h3，后端面102的深度h4确定壳体100的厚度L3，满足h1+h3+h4＜L3。

(3)根据

(q为所需风机1041的风量；P为收发元件3011、信号处理元件3012及电源3013的散热功率和；c为空气的比热；ρ为空气密度；Δt为进风口E、出风口F的设计温差)确定风机1041的数量n，尺寸L4，同时满足n×L4＜L2,L4＜L3。

(4)第二散热片组1022的高度h2，收发元件3011的厚度h0，满足h0≤h2；第三散热片组3021的深度尺寸为d3，后罩板302的厚度为d4，d3＜d4。

(5)采用流体仿真软件FLoEFD建模优化第一散热片组1011及第二散热片组1022，第三散热片组3021的厚度尺寸d1，间距d2；直到满足收发元件3011、信号处理元件3012及电源3013的散热要求。

具体实例：辐射元件202外形尺寸400mm×18mm×5mm，收发元件3011外形尺寸125mm×15mm×8mm(厚度h0)；电源3013外形尺寸230mm×180mm×40mm；后罩板302(选用铝合金7075T351)的第三散热片组3021的散热片的长度L6＝245mm，信号处理元件3012外形尺寸200mm×100mm×3mm；壳体100(选用铝合金7075T351)长度L1＝290mm、宽度L2＝440mm，第一散热片组1011的散热片的高度h1＝13mm，L5＝225mm，h3＝29.5mm，h4＝46.5mm，d4＝11.5mm，厚度L3＝100mm；P＝230W，Δt＝10℃，q＝7.2m³/h，L4＝50mm，n＝6mm，h2＝9mm；采用流体仿真软件FLoEFD建模优化后得d1＝1mm，d2＝6mm，d3＝2.5mm，收发元件3011的最高温度84.84℃，信号处理元件3012的最高温度82.27℃，电源3013的最高温度83.08℃(环境温度55℃，收发元件3011、信号处理元件3012及电源3013的最高温度不超过100℃)，温度一致性约5℃，满足使用要求，仿真分析如图5、图6所示。

需要理解的是，上述描述中的术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开实施例和简化描述，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，因此不能理解为对本公开实施例的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本公开实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在本公开实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims

1.一种安装与散热一体化电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

2.根据权利要求1所述安装与散热一体化电子设备，其特征在于，所述前端面上设有第一散热片组。

3.根据权利要求1所述安装与散热一体化电子设备，其特征在于，所述后端面上设有第二散热片组。

4.根据权利要求1所述安装与散热一体化电子设备，其特征在于，所述导热组件包括多个卡接件，与所述后端组件的部分组件相卡接。

5.根据权利要求4所述安装与散热一体化电子设备，其特征在于，多个所述卡接件的形状不同。

6.据权利要求1所述安装与散热一体化电子设备，其特征在于，所述壳体还包括：

通风窗：所述通风窗设置于所述侧端面上。

7.根据权利要求6所述安装与散热一体化电子设备，其特征在于，所述通风窗上设有多个风机。

8.根据权利要求1所述安装与散热一体化电子设备，其特征在于，所述前端组件包括自所述壳体的前端面依次向外设置的盖板、辐射元件和前罩板。

9.根据权利要求1所述安装与散热一体化电子设备，其特征在于，所述后端组件包括自所述壳体的后端面依次向外设置的产热组件和后罩板。

10.根据权利要求9所述安装与散热一体化电子设备，其特征在于，所述产热组件包括收发元件、信号处理元件以及电源，其中，所述信号处理元件与所述导热组件相连接。