CN218831064U - 一种用于通讯模块散热的半导体制冷装置 - Google Patents

Abstract

本申请属于散热技术领域，涉及一种用于通讯模块散热的半导体制冷装置。本申请提供的技术方案包括半导体制冷件、均热件和导热件；所述半导体制冷件和均热件设于所述壳体内，所述均热件分别与所述通讯模块的热源和半导体制冷件连接，所述均热件吸收热源的热量，所述半导体制冷件用于对所述均热件制冷，所述导热件设于所述壳体上且与所述半导体制冷件连接。通过均热件吸收热源的热量，半导体制冷件的冷面对均热件进行制冷，导热件吸收半导体制冷件的热面的热量并导出壳体外部。用于通讯模块散热的半导体制冷装置较为高效、清洁，同时较为轻巧、占用空间小，较好地确保通讯模块可以保持长时间正常工作，解决了摩托车配套零件系统制冷散热的技术问题。

Description

一种用于通讯模块散热的半导体制冷装置

技术领域

本申请涉及散热技术领域，更具体的说，特别涉及一种用于通讯模块散热的半导体制冷装置。

背景技术

摩托车车载通讯模块(含蓝牙、GPS)，安装位置在摩托车座位下方，此区域环境温度可能是-20°-80°之间，目前评估类似通讯模块正常工作环境温度是-20°-70°之间，此区域环境温度满足不了通讯模块正常工作的要求。因此需要提出一种降低此区域环境温度的半导体制冷装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于通讯模块散热的半导体制冷装置，对通讯模块的热源进行散热，较好地确保通讯模块可以保持长时间正常工作。

为了解决以上提出的问题，本实用新型实施例提供了如下所述的技术方案：

一种用于通讯模块散热的半导体制冷装置，所述通讯模块包括壳体，所述用于通讯模块散热的半导体制冷装置包括半导体制冷件、均热件和导热件；所述半导体制冷件和均热件设于所述壳体内，所述均热件分别与所述通讯模块的热源和半导体制冷件连接，所述均热件吸收热源的热量，所述半导体制冷件用于对所述均热件制冷，所述导热件设于所述壳体上且与所述半导体制冷件连接，所述导热件吸收所述半导体制冷件的热量并将热量导出至所述壳体外部。

进一步地，所述半导体制冷件包括冷面和热面，所述均热件的两面分别与通讯模块的热源和所述冷面连接，所述导热件与所述热面连接。

进一步地，所述导热件内设有导热槽，所述壳体与所述导热件之间设有冷却驱动件，所述冷却驱动件驱动外部冷却介质吹向所述导热件，使冷却介质流经所述导热槽并导出至所述壳体外部。

进一步地，所述壳体内壁设有隔热件。

进一步地，所述壳体与所述导热件之间设有防水结构。

进一步地，所述用于通讯模块散热的半导体制冷装置还包括PCBA，所述半导体制冷件与所述PCBA电连接，所述热源为设于所述PCBA上的元器件。

进一步地，所述用于通讯模块散热的半导体制冷装置还包括与所述PCBA电连接的第一传感器、第二传感器和第三传感器，所述第一传感器设于所述冷面上，所述第二传感器设于所述热面上，所述第三传感器设于所述壳体内。

进一步地，所述用于通讯模块散热的半导体制冷装置还包括控制器，所述第一传感器检测所述冷面的温度并将检测信号传递至所述控制器，所述第二传感器检测所述热面的温度并将检测信号传递至所述控制器，所述第三传感器检测所述壳体内的温度并将检测信号传递至所述控制器。

进一步地，所述均热件为均热铜片，所述导热件为导热铜块，所述隔热件为隔热膜，所述防水结构通过点胶形成。

进一步地，所述冷却驱动件为防水风扇，所述冷却介质为空气。

与现有技术相比，本实用新型实施例主要有以下有益效果：

一种用于通讯模块散热的半导体制冷装置,通过均热件吸收热源的热量，半导体制冷件的冷面对均热件进行制冷，导热件吸收半导体制冷件的热面的热量，风扇产生空气流动，沿着导热件的导热槽吹出至壳体外部，通过增加风扇产生空气流动，提升了热量导出的效率。能够将通讯模块的工作环境温度控制在-20°-70°之间，用于通讯模块散热的半导体制冷装置较为高效、清洁，同时较为轻巧、占用空间小，较好地确保通讯模块可以保持长时间正常工作，解决了摩托车配套零件系统制冷散热的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例中通讯模块在摩托车的安装位置示意图；

图2为本实用新型实施例中用于通讯模块散热的半导体制冷装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中用于通讯模块散热的半导体制冷装置另一实施方式的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中半导体制冷件的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中半导体制冷件另一视角的结构示意图；

图6为本实用新型实施例中冷却驱动件的结构示意图。

附图标记说明：

1、通讯模块；2、壳体；3、半导体制冷件；31、冷面；32、热面；4、均热件；5、导热件；6、冷却驱动件；7、隔热件；8、PCBA；9、热源。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排它的包含。本实用新型的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型方案，下面将参照相关附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例

如图1和图2所示，一种用于通讯模块1散热的半导体制冷装置，所述通讯模块1包括壳体2，所述用于通讯模块1散热的半导体制冷装置包括壳体2、半导体制冷件3、均热件4和导热件5；所述半导体制冷件3和均热件4设于所述壳体2内，所述均热件4分别与所述通讯模块1的热源9和半导体制冷件3连接，所述均热件4吸收热源9的热量，所述半导体制冷件3用于对所述均热件4制冷，所述导热件5设于所述壳体2上且与所述半导体制冷件3连接，所述导热件5吸收所述半导体制冷件3的热量并将热量导出至所述壳体2外部。

作为一种可选的实施方式，所述用于通讯模块1散热的半导体制冷装置可应用于摩托车车载通讯模块1散热的领域，如图1所示，4G通讯模块1安装位置在摩托车座位下方，半导体制冷装置对4G通讯模块1进行散热。所述用于通讯模块1散热的半导体制冷装置也可应用于手机、平板、笔记本等终端的通讯模块1散热的领域。

本实用新型实施例提供的用于通讯模块1散热的半导体制冷装置，通过均热件4吸收热源9的热量，半导体制冷件3对均热件4制冷，导热件5吸收半导体制冷件3的热量并将热量导出至壳体2外部，通过对通讯模块1的热源9进行降温，能够将通讯模块1的工作环境温度控制在设定温度内，用于通讯模块1散热的半导体制冷装置较为高效、清洁，同时较为轻巧、占用空间小，较好地确保通讯模块1可以保持长时间正常工作，解决了摩托车配套零件系统制冷散热的技术问题。

作为一种可选的实施方式，所述均热件4为均热铜板。

作为一种可选的实施方式，所述导热件5为导热铜块。

作为一种可选的实施方式，如图2至图5所示，所述半导体制冷件3包括冷面31和热面32，所述均热件4的两面分别与通讯模块1的热源9和所述冷面31连接，所述导热件5与所述热面32连接。热源9可以为一个，也可以为多个，例如，热源9为两个，分别为热源A和热源B，均热件4与热源A和热源B接触，均热件4吸收热源A和热源B的热量，使壳体2内的温度均匀。均热件4分别与冷面31和通讯模块1的热源9接触，通过均热件4吸收热源9的热量，半导体制冷件3的冷面31对均热件4进行制冷，导热件5吸收半导体制冷件3的热面32的热量，并将热量导出至壳体2外部，实现对通讯模块1的热源9进行制冷，有效降低通讯模块1内的温度，从而便于将通讯模块1的工作环境温度控制在设定温度内。

需要说明的是，半导体制冷件3(TEC)，也称为热电制冷器，是一种热泵，具有无滑动部件、占用空间小、可靠、无制冷剂污染等优点。半导体制冷器是利用半导体材料的珀耳帖效应制成的。所谓珀耳帖效应，就是当直流电流通过由两种半导体材料组成的电偶时，一端吸热，另一端放热的现象。高浓度N型和P型碲化铋主要用作TEC的半导体材料，碲化铋器件串联电连接并并联发热。当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时，两端之间就会产生热量转移，热量就会从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷热端。导热制冷片不需要任何制冷剂，可连续工作，没有污染源没有旋转部件，不会产生回转效应，没有滑动部件，是一种固体片件，工作时没有震动、噪音、寿命长，安装容易。

半导体制冷器的操作是使用直流电，通过改变直流电的极性，实现加热和冷却的转换，这种效应就是热电原理，是冷却还是加热取决于通过它的电流的方向，冷却和加热的速度取决于通过它的电流的大小。在实际应用中，半导体制冷器通常放置在散热器和壳体2之间。可以理解的，它的A侧(即冷面31，冷热可自动转换)与通讯模块1的热源9接触，而其B侧(即热面32)与导热件5接触以将热量散发到外部。当改变直流电电流方向时，所述半导体制冷器的冷面31和热面32转换，从而可以根据需要选择对通讯模块1的环境进行制冷或者加热。双向温度控制可用于对工作温度稳定性有较高要求的地方，需要降温时制冷，在寒冷的环境中加热。

作为一种可选的实施方式，如图3和图6所示，所述导热件5内设有导热槽，所述壳体2与所述导热件5之间设有冷却驱动件6，所述冷却驱动件6驱动外部冷却介质吹向所述导热件5，使冷却介质流经所述导热槽并导出至所述壳体2外部。优选的，所述冷却驱动件6为防水风扇，所述冷却介质为空气。通过均热件4吸收热源9的热量，半导体制冷件3的冷面31对均热件4进行制冷，导热件5吸收半导体制冷件3的热面32的热量，风扇产生空气流动，沿着导热件5的导热槽吹出至壳体2外部，通过增加风扇产生空气流动，提升了热量导出的效率，有效降低通讯模块1内的温度。

作为一种可选的实施方式，在壳体2的外部设置散热片，散热片与所述导热件5连接，导热件5吸收半导体制冷件3的热面32的热量，并将热量传递至散热片，通过散热片进行散热，提升了散热的效率。

作为一种可选的实施方式，在壳体2的外部设置散热风扇，散热风扇对散热片进行散热，进一步提升了散热的效率。

如图2和图4所示，所述用于通讯模块1散热的半导体制冷装置还包括PCBA8，所述半导体制冷件3与所述PCBA8电连接，所述热源9为设于所述PCBA8上的元器件。元器件为功耗高易产生高温的元器件，如cpu和gps导航芯片。通过均热件4吸收元器件的热量，半导体制冷件3的冷面31对均热件4进行制冷，导热件5吸收半导体制冷件3的热面32的热量，并将热量导出至壳体2外部，通过对通讯模块1的热源9进行制冷，从而将通讯模块1的工作环境温度控制在设定温度内。

所述用于通讯模块1散热的半导体制冷装置还包括与所述PCBA8电连接的第一传感器、第二传感器和第三传感器，所述第一传感器设于所述冷面31上，所述第二传感器设于所述热面32上，所述第三传感器设于所述壳体2内。

所述用于通讯模块1散热的半导体制冷装置还包括控制器，所述第一传感器检测所述冷面31的温度并将检测信号传递至所述控制器，所述第二传感器检测所述热面32的温度并将检测信号传递至所述控制器，所述控制器根据第一传感器和第二传感器所测得的温度调节输出至半导体制冷件3的电流的方向和大小，具体的，控制器控制所述半导体制冷件3在所述冷面31温度处于45°以上时进行工作，所述第三传感器检测所述壳体2内的温度并将检测信号传递至所述控制器，所述控制器控制所述半导体制冷件3工作并将温度控制在-20°-70°之间。

半导体制冷器的温差范围可从-130℃-90℃。通讯模块1工作时因对要求周围环境在-20°-70°范围内，而安装于摩托车上时，它的安装位置只能安装在摩托车座位下方(不能安装在外部)，摩托车座位下方的区域环境温度可能是-20°-80°之间，通过一些配套的温度传感器，可感应监测环境温度，在需要的时候自动启动用于通讯模块1散热的半导体制冷装置并将温度控制在-20°-70°的范围内。例如，通过第一传感器感应冷面31的温度，控制器控制所述半导体制冷件3在所述冷面31温度处于45°以上时进行工作，通讯模块1的热源9产生一定热量后才开启半导体制冷件3工作，降低半导体制冷件3的功耗；通过第二传感器感应热面32的温度，在热面32温度过高后控制半导体制冷件3停止工作并发出警报，并且，通过第一传感器和第二传感器所测得的温度，控制器调节直流电源的输出电流，以保证半导体制冷件3处于较佳的制冷效率状态；通过第三传感器检测壳体2内的温度，配合第一传感器和第二传感器，使得通讯模块1能够保证在-20°-70°范围内工作。

有两种基本条件会在制冷的半导体制冷器上形成结露。一是温差，如果湿空气接触的介质表面没有温差，空气的饱和度不会改变，因此不会结露；二是空气湿度，如果空气比较干燥，也就是相对湿度低，即使有温差，冷却后也达不到露点，也不会结露。因此，结露也可以理解为湿热空气与冷介质接触时，迅速冷却到露点温度以下，在介质表面形成水滴的现象。

在一个实施例中，所述壳体2内壁设有隔热件7。壳料内部增加隔热材料，隔绝外部环境温度，减少对通讯模块1环境温度影响，有效防止半导体制冷器上形成结露。优选的，所述隔热件7为隔热膜。

在一个实施例中，所述壳体2内设有干燥剂。干燥剂能够降低周围空气的湿度，有效防止半导体制冷器上形成结露。

在一个实施例中，所述壳体2与所述导热件5之间设有防水结构。优选的，所述防水结构通过点胶形成，或者，所述防水结构为防水膜。

本实用新型实施例提供的用于通讯模块1散热的半导体制冷装置，通过均热件4吸收热源9的热量，半导体制冷件3的冷面31对均热件4进行制冷，导热件5吸收半导体制冷件3的热面32的热量，风扇产生空气流动，沿着导热件5的导热槽吹出至壳体2外部，通过增加风扇产生空气流动，提升了热量导出的效率。能够将通讯模块1的工作环境温度控制在-20°-70°之间，用于通讯模块1散热的半导体制冷装置较为高效、清洁，同时较为轻巧、占用空间小，较好地确保通讯模块1可以保持长时间正常工作，解决了摩托车配套零件系统制冷散热的技术问题。

显然，以上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，附图中给了本实用新型的较佳实施例，但并不限制本实用新型的专利范围。本实用新型可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于通讯模块散热的半导体制冷装置，所述通讯模块包括壳体，其特征在于，

所述用于通讯模块散热的半导体制冷装置包括半导体制冷件、均热件和导热件；所述半导体制冷件和均热件设于所述壳体内，所述均热件分别与所述通讯模块的热源和半导体制冷件连接，所述均热件吸收热源的热量，所述半导体制冷件用于对所述均热件制冷，所述导热件设于所述壳体上且与所述半导体制冷件连接，所述导热件吸收所述半导体制冷件的热量并将热量导出至所述壳体外部。

2.根据权利要求1所述的用于通讯模块散热的半导体制冷装置，其特征在于，

所述半导体制冷件包括冷面和热面，所述均热件的两面分别与通讯模块的热源和所述冷面连接，所述导热件与所述热面连接。

3.根据权利要求1所述的用于通讯模块散热的半导体制冷装置，其特征在于，

所述导热件内设有导热槽，所述壳体与所述导热件之间设有冷却驱动件，所述冷却驱动件驱动外部冷却介质吹向所述导热件，使冷却介质流经所述导热槽并导出至所述壳体外部。

4.根据权利要求1所述的用于通讯模块散热的半导体制冷装置，其特征在于，

所述壳体内壁设有隔热件。

5.根据权利要求4所述的用于通讯模块散热的半导体制冷装置，其特征在于，

所述壳体与所述导热件之间设有防水结构。

6.根据权利要求2所述的用于通讯模块散热的半导体制冷装置，其特征在于，

所述用于通讯模块散热的半导体制冷装置还包括PCBA，所述半导体制冷件与所述PCBA电连接，所述热源为设于所述PCBA上的元器件。

7.根据权利要求6所述的用于通讯模块散热的半导体制冷装置，其特征在于，

所述用于通讯模块散热的半导体制冷装置还包括与所述PCBA电连接的第一传感器、第二传感器和第三传感器，所述第一传感器设于所述冷面上，所述第二传感器设于所述热面上，所述第三传感器设于所述壳体内。

8.根据权利要求7所述的用于通讯模块散热的半导体制冷装置，其特征在于，

所述用于通讯模块散热的半导体制冷装置还包括控制器，所述第一传感器检测所述冷面的温度并将检测信号传递至所述控制器，所述第二传感器检测所述热面的温度并将检测信号传递至所述控制器，所述第三传感器检测所述壳体内的温度并将检测信号传递至所述控制器。

9.根据权利要求5所述的用于通讯模块散热的半导体制冷装置，其特征在于，

所述均热件为均热铜片，所述导热件为导热铜块，所述隔热件为隔热膜，所述防水结构通过点胶形成。

10.根据权利要求3所述的用于通讯模块散热的半导体制冷装置，其特征在于，

所述冷却驱动件为防水风扇，所述冷却介质为空气。

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