[发明专利]电路冷却

说明书

技术领域

本说明书涉及用于从位于壳体以内的电气元件驱散热量的方法和装置。

背景技术

在放大器以及其它电气设备中，包含在设备壳体以内的各种电气元件在操作时生成热量并且需要冷却以用于恰当的操作。在一个示例中，电气元件是被安装到电路板的集成电路，其通过将生成的热量驱散至周围的环境而被冷却。电气元件改进的热传递和冷却通过将电气元件定位至接近热沉而完成。例如，热沉通常是由诸如铝之类的高导热材料制成的大型金属结构，并且包括由多个鳍形成的扩张的表面区域，以用于改进向周围环境的对流热传递。热沉本身可以形成用于电气设备的机壳，容纳例如电气元件占据的电路板。特别地，考虑到用于将放大器安装在车辆中的通常的物理限制以及相对高的功率级以及音频通道的数量，被设计用于车辆音频系统的放大器具有独特的冷却需求。

如图1所示，放大器20包括热沉25，其形成用于支撑放大器的电气元件的机壳。该热沉具有冷却鳍30，其从热沉的至少一个表面以及基本上平坦的壳体盖件延伸。如图2所示，盖件从热沉上被移去，电路板40包括一个或多个电气元件。参照图3A和3B，电路板支撑电气元件45a、45b、45c和45d(共同为45)，这些电气元件例如可以是集成电路。电路板的反面被示出在图3B中，其中电气元件45的对应的位置以虚像示出。电路板被设置在热沉中，使得电气元件基本上与热沉25的元件垫50a、50b(图5)接触。元件垫从热沉向着电气元件延伸从而提供导热途径以用于将热量驱散至周围环境。

参照图4，壳体盖件35被紧固至热沉，使得紧固件延伸通过螺孔55，并且壳体盖件35包括突出部60a、60b、60c和60d(共同为60)并且可以包括多个通气孔70。突出部的位置对应于电气元件45在电路板上的位置，使得当壳体盖件被紧固至热沉时，突出部60接合在元件垫50与电路板之间的电气元件。这样做减小了从元件到热沉的热传递的阻碍，并且在电气元件中生成的热量被更有效地传递至热沉。

参照图5，当考虑叠加公差时，两个相邻的元件垫50a、50b可以具有不同的高度，如相关联的突出部60a、60b和/或电气元件45a、45b可以具有不同的高度一样。当电气元件45a、45b彼此相邻时，相关联的突出部被设置为彼此相邻。考虑到突出部60a紧密接近60b(相似地，60c紧密接近60d)，突出部60a的垂直移动强烈作用于突出部60b的移动。相应地，如果突出部60a将电气元件45a压向元件垫50a，突出部60b将被突出部60a限制，因为两者均从相同的基本上刚性的盖件相近地延伸。以上指出的高度上的不一致可以导致介于电气元件45b与突出部60b之间的间隙63，其中断或减少电气元件的恰当的冷却。

减小或桥接该间隙的尝试以及电气元件的冷却的改进在美国专利号7,082,034中被描述。就此而言，美国专利号7,082,034描述了壳体盖件以使得电气元件与热沉的至少一个元件垫接合。壳体盖件包括一个或多个突出部，其从壳体盖件一体地形成并且被定位用于将电气元件向元件垫偏置。壳体盖件还包括允许相对于壳体盖件的垂直位移的突出部的垂直位移的机构。槽围绕突出部的至少一部分延伸以便于将突出部的垂直位移从壳体盖件的垂直位移基本上去耦。在一些情况下，连杆结构被附接至突出部中相邻的突出部，使得突出部中的第一突出部的向上的偏转导致另一个相邻突出部的向下的偏转。虽然这样的配置可以有效地减小介于电气元件与热沉之间的间隙，将槽结合进入壳体盖件中可能使得水汽和碎片能够进入电路板的区域。

减小或桥接该盖件的其它尝试以及电气元件的冷却的改进包括在电气元件与元件垫之间使用中间元件，举例而言，诸如夹子、弹簧、凝胶、腻子或泡沫。这样的举措向制造和组装过程增加了附加的部件以及成本，并且可能不总是在电气元件与元件垫之间维持足够的接触，这可导致电气元件的过热以及失效。

发明内容

在一个方面，一种装置包括壳体盖件，其被配置为配合至热沉以用于包围在该壳体盖件与该热沉之间的电路板。该装置还包括接触构件，其与壳体盖件独立地形成并被安装至壳体盖件，从而使得当壳体盖件被紧固至热沉时在电路板上的电气元件与热沉接合。该接触构件包括第一突出部和第二突出部，该第一突出部和该第二突出部被连接至彼此并且被配置为使得第一突出部在第一方向上的位移造成第二突出部在与第一方向相反的第二方向上的成比例的位移。

各个实施方式可以包括一个或多个以下特征。

在一些实施方式中，接触构件以不在壳体盖件的内表面与壳体盖件的相反的外表面之间引入开口的方式被安装至壳体盖件。