RU2595773C2 - Electronic module - Google Patents
Electronic module Download PDFInfo
- Publication number
- RU2595773C2 RU2595773C2 RU2013126051/07A RU2013126051A RU2595773C2 RU 2595773 C2 RU2595773 C2 RU 2595773C2 RU 2013126051/07 A RU2013126051/07 A RU 2013126051/07A RU 2013126051 A RU2013126051 A RU 2013126051A RU 2595773 C2 RU2595773 C2 RU 2595773C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- elements
- channel
- printed circuit
- electronic module
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электронно-вычислительной технике и может быть использовано в конструкциях радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) с набором сменных модулей, работающих в условиях повышенного тепловыделения элементами РЭА, значительных механических нагрузок, а также агрессивных погодно-климатических факторов при войсковой эксплуатации.The invention relates to electronic computer technology and can be used in the construction of electronic equipment (CEA) with a set of replaceable modules operating in conditions of increased heat release by CEA elements, significant mechanical loads, as well as aggressive weather and climate factors during military operation.
Известен модуль электронный (патент РФ №2309560), выполненный на основе бескаркасной конструкции, содержащей лицевую панель, печатную плату, установленные на ней электрорадиоэлементы и электрический соединитель. Конструкция модуля предполагает охлаждение электрорадиоэлементов путем естественной конвекции или посредством принудительного обдува потоком воздуха. Недостаток устройства состоит в том, что его конструкция не допускает эффективный отвод тепла от электрорадиоэлементов с повышенным уровнем рассеиваемой мощности. Помимо этого, неизбежно попадание на поверхность печатной платы и электрорадиоэлементов частиц пыли и грязи, а также возможен непосредственный контакт данных поверхностей с влагой и агрессивными веществами, содержащимися в воздухе, что ведет к снижению эффективности отвода тепла, разрушению и коррозии поверхности печатной платы и установленных на ней элементов.A well-known electronic module (RF patent No. 2309560), made on the basis of a frameless structure containing a front panel, a printed circuit board, electrical components and an electrical connector mounted on it. The design of the module involves cooling the radioelements by natural convection or by forced blowing with a stream of air. The disadvantage of this device is that its design does not allow the effective removal of heat from electrical elements with a high level of power dissipation. In addition, dust and dirt particles on the surface of the printed circuit board and electro-radio elements will inevitably come into contact, as well as direct contact of these surfaces with moisture and aggressive substances contained in the air, which leads to a decrease in the efficiency of heat dissipation, destruction and corrosion of the surface of the printed circuit board and installed on her elements.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является радиоэлектронный модуль (патент РФ №2052912). Конструкция данного модуля состоит из секции-рамы, имеющей перегородку, которая разделяет его на две части. В одной части располагаются элементы с низким уровнем тепловыделения, в другой - элементы с высоким уровнем тепловыделения. В отсеке, предназначенном для теплонагруженных электрорадиоэлементов, располагается «наборное поле» с группой отверстий с унифицированным шагом для крепления элементов радиаторов. При этом принудительный поток охлаждающего воздуха, поступая снизу, за счет геометрии конструкции направляется в район теплонагруженных элементов. Однако значительная его часть рассеивается в пространстве между модулями и расходуется вхолостую. При данном решении, когда теплонагруженные элементы группируются в одной части модуля, а все остальные в другой, невозможна реализация схемы электрической принципиальной на одной плате модуля и в то же время невозможна реализация достаточно сложных печатных плат. Изготовление такого модуля трудоемко в силу необходимости использования навесного монтажа.The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed invention is a radio-electronic module (RF patent No. 2052912). The design of this module consists of a section frame with a partition that divides it into two parts. In one part there are elements with a low level of heat generation, in the other - elements with a high level of heat generation. In the compartment, designed for heat-loaded electro-radio elements, there is a “composing field" with a group of holes with a uniform pitch for attaching radiator elements. In this case, the forced flow of cooling air coming from below, due to the geometry of the structure, is directed to the area of heat-loaded elements. However, a significant part of it is scattered in the space between the modules and is spent idle. With this solution, when the heat-loaded elements are grouped in one part of the module, and all the others in the other, it is impossible to implement a circuit diagram of the principle on one module board and at the same time it is impossible to implement sufficiently complex printed circuit boards. The manufacture of such a module is time-consuming due to the need to use a hinged installation.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности отвода выделяемого элементами РЭА тепла при экономии теплоносителя.The task of the invention is to increase the efficiency of removal of heat generated by CEA elements while saving coolant.
Поставленная задача достигается тем, что в конструкцию модуля электронного, содержащего по меньшей мере одну печатную плату с установленными на ней электрорадиоэлементами, дополнительно включен по меньшей мере один канал, сообщающийся с внешним пространством и предназначенный для формирования потока теплоносителя, стенки корпуса которого изготовлены из теплопроводящего материала таким образом, что электрорадиоэлементы по меньшей мере одной печатной платы имеют тепловой контакт с внешней поверхностью этих стенок. Таким образом, модуль электронный может содержать несколько вышеописанных каналов, две и более печатные платы, элементы которых могут прилегать к корпусу канала с разных сторон. Эффективность отвода тепла может усиливаться путем применения в конструкции модуля электронного теплопроводящих средств, например, таких как термопасты, теплопроводящие прокладки. Стенки корпуса вышеуказанного канала не позволяют потоку теплоносителя рассеиваться в пространство между модулями, а концентрируют его на теплонагруженных участках, направляя данный поток внутрь модуля, и в то же время изолируя элементы РЭА от прямого контакта с ним.The problem is achieved in that the design of the electronic module, containing at least one printed circuit board with electrical components mounted on it, further includes at least one channel communicating with the external space and designed to form a heat carrier flow, the walls of which are made of heat-conducting material so that the electrical elements of at least one printed circuit board have thermal contact with the outer surface of these walls. Thus, the electronic module may contain several of the above channels, two or more printed circuit boards, the elements of which can be adjacent to the channel body from different sides. The efficiency of heat removal can be enhanced by the use of electronic heat-conducting means in the module design, for example, such as thermal greases, heat-conducting gaskets. The walls of the casing of the above channel do not allow the coolant flow to dissipate into the space between the modules, but concentrate it on the heat-loaded areas, directing this flow into the module, and at the same time isolating the REA elements from direct contact with it.
Далее в тексте принято следующее сокращение:The following abbreviation is adopted in the text:
канал, предназначенный для формирования потока теплоносителя - канал.a channel designed to form a coolant flow is a channel.
Сущность изобретения поясняется чертежами, приведенными в качестве примера и неносящими какого-либо ограничительного характера. На Фиг. 1 изображен модуль электронный в составе блока РЭА; на фиг. 2 и 3 - модуль электронный с одной печатной платой в собранном виде в различных ракурсах;The invention is illustrated by drawings, given as an example and not bearing any restrictive nature. In FIG. 1 shows the electronic module in the REA block; in FIG. 2 and 3 - electronic module with one printed circuit board assembled in various angles;
на фиг. 4 и 5 - модуль электронный с одной печатной платой в разобранном виде в различных ракурсах;in FIG. 4 and 5 - electronic module with one printed circuit board disassembled in various angles;
на фиг. 6 и 7 - модуль электронный с двумя печатными платами (основной и мезонинной) в разобранном виде в различных ракурсах;in FIG. 6 and 7 - electronic module with two printed circuit boards (main and mezzanine) disassembled in various angles;
на фиг. 8 - модуль электронный с двумя печатными платами в собранном виде;in FIG. 8 - electronic module with two printed circuit boards in assembled form;
на фиг. 9 - трехмерный разрез модуля электронного с двумя печатными платами;in FIG. 9 is a three-dimensional section of an electronic module with two printed circuit boards;
на фиг. 10а и 10б - главный вид модуля электронного с двумя печатными платами и его сечение А-А;in FIG. 10a and 10b are the main view of the electronic module with two printed circuit boards and its cross section AA;
на фиг. 11 - принцип работы устройства,in FIG. 11 - the principle of operation of the device,
где 1 - канал, 2 - печатная плата, 3 - корпус канала, 4 - электрорадиоэлементы основной печатной платы, 5 - внешняя сторона корпуса канала, прилегающая к элементам основной печатной платы, 6 и 11 - выступы на внешних сторонах корпуса канала, 7 - мезонинная печатная плата, 8 - электрорадиоэлементы мезонинной печатной платы, 9 и 12 - ответные части соединителя, служащие для стыковки основной и мезонинной печатных плат, 10 - внешняя сторона корпуса канала, прилегающая к элементам мезонинной печатной платы, 13 - линия контактного соединения электрорадиоэлемента и стенки корпуса канала.where 1 is the channel, 2 is the printed circuit board, 3 is the channel body, 4 are the electrical components of the main circuit board, 5 is the outer side of the channel body adjacent to the elements of the main printed circuit board, 6 and 11 are the protrusions on the outside of the channel body, 7 is the mezzanine printed circuit board, 8 - electrical elements of the mezzanine printed circuit board, 9 and 12 - counterparts of the connector, used for joining the main and mezzanine printed circuit boards, 10 - the outer side of the channel body adjacent to the elements of the mezzanine printed circuit board, 13 - contact line connection of the radio and electronic element and the walls of the channel body.
Конструкция модуля электронного выполнена следующим образом. Печатная плата 2 устанавливается таким образом относительно корпуса 3 канала 1, что его внешняя сторона 5 прилегает к поверхностям электрорадиоэлементов 4 печатной платы 2, как показано на фиг. 2-5. Для обеспечения лучшего теплового контакта между корпусом 3 канала 1 и электрорадиоэлементами 4 печатной платы 2 на его внешней стороне 5 могут быть выполнены углубления или выступы 6. Помимо этого, пространство между внешней поверхностью корпуса 3 канала 1 и поверхностями электрорадиоэлементов 4 печатной платы 2 может быть заполнено термопастой, одной либо несколькими теплопроводящими прокладками или иными средствами, улучшающими отведение тепла. В конструкцию модуля электронного может быть включена еще одна печатная плата 7, элементы которой будут прилегать ко второй стороне 10 корпуса 3 канала 1, как показано на фиг. 6-8.The design of the electronic module is as follows. The printed
Для обеспечения лучшего теплового контакта между корпусом 3 канала 1 и электрорадиоэлементами 8 мезонинной печатной платы 7 на его внешней стороне 10 могут быть выполнены углубления и выступы 11. В то же время в любом из вышеописанных вариантов конструкции модуля электронного пространство между внешней поверхностью корпуса канала и поверхностью одного или нескольких электрорадиоэлементов может быть заполнено термопастой, одной либо несколькими теплопроводящими прокладками или иными материалами и конструкциями, улучшающими отведение тепла.To provide better thermal contact between the
В зависимости от конструкции модуля электронного элементы печатных плат могут прилегать к корпусу канала данного модуля с нескольких сторон. При этом количество печатных плат, элементы которых прилегают к корпусу канала модуля электронного, может быть любое. При этом тепловой контакт между корпусом канала и элементами печатных плат может обеспечиваться вышеописанным образом.Depending on the design of the electronic module, the elements of the printed circuit boards may lie on several sides of the channel housing of this module. Moreover, the number of printed circuit boards, the elements of which are adjacent to the channel body of the electronic module, can be any. In this case, thermal contact between the channel body and the elements of the printed circuit boards can be provided as described above.
В том случае, если одна из вышеописанных печатных плат является основной, а вторая выполняет роль мезонинной печатной платы, для их соединения в соответствии со схемой электрической принципиальной могут использоваться электрические соединители 9 и 12. В такой ситуации в корпусе 3 канала 1 могут быть выполнены соответствующие вырезы в количестве один или более штук для стыковки ответных частей электрических соединителей 9 и 12.In the event that one of the above printed circuit boards is the main one, and the second acts as a mezzanine printed circuit board,
Форма сечения вышеупомянутого канала плоскостью, перпендикулярной направлению движения теплоносителя в нем, может быть любая. Вместо одного такого канала в данной конструкции может присутствовать любое количество каналов с вышеописанными свойствами.The cross-sectional shape of the aforementioned channel with a plane perpendicular to the direction of movement of the coolant in it can be any. Instead of one such channel, any number of channels with the above-described properties may be present in this design.
Принцип работы устройства следующий: тепло, выделяемое электрорадиоэлементами 4 и 8 печатных плат 2 и 7, через контактные соединения 13 передается стенкам корпуса 3. В результате распространения тепла по материалу корпуса происходит нагрев данной части конструкции модуля электронного. Нагрев происходит главным образом в области кратчайшего пути распространения тепла от элемента печатной платы до внутренней поверхности стенки корпуса 3. Вышеописанный перенос тепла показан короткими стрелками на фиг. 11. Идущий по каналу 1 корпуса 3 поток охлаждающего теплоносителя, который на фиг. 11 условно показан длинными стрелками, контактируя с внутренней поверхностью стенок корпуса, снимает с них тепло, охлаждая таким образом всю конструкцию.The principle of operation of the device is as follows: the heat generated by the electro-
Модуль электронный по сравнению с прототипом позволяет:The electronic module in comparison with the prototype allows you to:
- повысить эффективность отвода тепла от теплонагруженных электрорадиоэлементов за счет использования минимального количества конструктивных элементов и кондуктивных соединений на участке между теплонагруженными электрорадиоэлементами и теплоносителем, снижающих теплопроводность;- to increase the efficiency of heat removal from heat-loaded electro-radio elements by using the minimum number of structural elements and conductive connections in the area between heat-loaded electro-radio elements and a heat carrier, which reduce heat conductivity;
- снизить расход теплоносителя за счет направления его потока по каналу внутри модуля электронного, что исключает его рассеивание в пространство между модулями, где эффективность съема тепла теплоносителем очень мала;- reduce the flow rate of the coolant due to the direction of its flow through the channel inside the electronic module, which eliminates its dispersion into the space between the modules, where the efficiency of heat removal by the coolant is very small;
- повысить устойчивость к внешним погодно-климатическим факторам за счет того, что стенки корпуса канала исключают непосредственный контакт электрорадиоэлементов, печатной платы и других элементов конструкции с теплоносителем и содержащимися в нем частицами и веществами;- to increase resistance to external weather and climatic factors due to the fact that the walls of the channel body exclude direct contact of radio electronic elements, a printed circuit board and other structural elements with the coolant and the particles and substances contained therein;
- повысить динамическую жесткость изделия за счет наличия в конструкции корпуса канала.- increase the dynamic stiffness of the product due to the presence in the design of the channel body.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013126051/07A RU2595773C2 (en) | 2013-06-06 | 2013-06-06 | Electronic module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013126051/07A RU2595773C2 (en) | 2013-06-06 | 2013-06-06 | Electronic module |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013126051A RU2013126051A (en) | 2014-12-20 |
RU2595773C2 true RU2595773C2 (en) | 2016-08-27 |
Family
ID=53278057
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013126051/07A RU2595773C2 (en) | 2013-06-06 | 2013-06-06 | Electronic module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2595773C2 (en) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0234021A1 (en) * | 1986-01-16 | 1987-09-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Liquid cooling device for an electric component, in particular semiconductor component |
US5453911A (en) * | 1994-02-17 | 1995-09-26 | General Motors Corporation | Device for cooling power electronics |
RU2265977C2 (en) * | 2002-07-04 | 2005-12-10 | Гончаров Александр Юрьевич | Method for mounting heat-exhausting electric radio-elements in electronic modules (variants) |
RU73765U1 (en) * | 2007-11-06 | 2008-05-27 | Научно-исследовательский комплекс Киевского национального университета строительства и архитектуры | LIQUID COOLING SYSTEM FOR POWERFUL ELECTRONIC COMPONENT |
RU2398368C2 (en) * | 2005-05-24 | 2010-08-27 | Таль | Modular electronic device for operation under severe conditions |
RU118098U1 (en) * | 2012-03-20 | 2012-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | DEVICE FOR COOLING POWER ELECTRONIC MODULES |
RU125757U1 (en) * | 2012-10-26 | 2013-03-10 | Закрытое акционерное общество "РСК Технологии" | COOLER OF COMPUTER COMPUTER MODULES |
RU128058U1 (en) * | 2012-10-25 | 2013-05-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро "Арсенал" имени М.В. Фрунзе" | DEVICE FOR COOLING OR HEATING ELECTRONIC COMPONENTS |
-
2013
- 2013-06-06 RU RU2013126051/07A patent/RU2595773C2/en active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0234021A1 (en) * | 1986-01-16 | 1987-09-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Liquid cooling device for an electric component, in particular semiconductor component |
US5453911A (en) * | 1994-02-17 | 1995-09-26 | General Motors Corporation | Device for cooling power electronics |
RU2265977C2 (en) * | 2002-07-04 | 2005-12-10 | Гончаров Александр Юрьевич | Method for mounting heat-exhausting electric radio-elements in electronic modules (variants) |
RU2398368C2 (en) * | 2005-05-24 | 2010-08-27 | Таль | Modular electronic device for operation under severe conditions |
RU73765U1 (en) * | 2007-11-06 | 2008-05-27 | Научно-исследовательский комплекс Киевского национального университета строительства и архитектуры | LIQUID COOLING SYSTEM FOR POWERFUL ELECTRONIC COMPONENT |
RU118098U1 (en) * | 2012-03-20 | 2012-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | DEVICE FOR COOLING POWER ELECTRONIC MODULES |
RU128058U1 (en) * | 2012-10-25 | 2013-05-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро "Арсенал" имени М.В. Фрунзе" | DEVICE FOR COOLING OR HEATING ELECTRONIC COMPONENTS |
RU125757U1 (en) * | 2012-10-26 | 2013-03-10 | Закрытое акционерное общество "РСК Технологии" | COOLER OF COMPUTER COMPUTER MODULES |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013126051A (en) | 2014-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10375859B2 (en) | Ganged shielding cage with thermal passages | |
KR100934124B1 (en) | Dust free and anti-vibration industrial computer | |
CN112909409A (en) | Unmanned aerial vehicle | |
JP6423890B2 (en) | Battery module | |
CN108697030B (en) | Electronic device for a motor vehicle | |
TWI642348B (en) | Power supply having means of thermal isolation | |
CN110892577A (en) | Battery and unmanned aerial vehicle and electronic equipment who have this battery | |
KR101036212B1 (en) | Electronic device with hermetic radiation case | |
US9335800B2 (en) | Cooler for computing modules of a computer | |
CN109874281B (en) | Communication equipment and optical module with heat radiation structure thereof | |
EP3164896B1 (en) | Thermoelectric module | |
RU2595773C2 (en) | Electronic module | |
JP6961578B2 (en) | Multi-function high current circuit board | |
CN109478700B (en) | Battery module | |
CN102448277A (en) | Heat radiation device of multiple XFP (10 Gigabit Small Form Factor Pluggable) optimal modules on single board of communication equipment | |
CN211653594U (en) | Server of special integrated circuit chip | |
CN202918632U (en) | Double-sided cooling structure of multi-power components and electronic device thereof | |
CN111190473A (en) | Heat radiation structure for ruggedized computer and ruggedized computer | |
CN216354910U (en) | Electric connecting device | |
CN108306143A (en) | Electric connector | |
CN102819300A (en) | Radiator and electronic device structure | |
JP6523207B2 (en) | Heat sink and housing | |
CN211090372U (en) | Waterproof heat radiation structure of ground station and ground station | |
CN104701650B (en) | Electric heater | |
CN209982994U (en) | Communication equipment and optical module with heat dissipation structure |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HE9A | Changing address for correspondence with an applicant |