[发明专利]一种盲插式液冷模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种盲插式液冷模块，具体涉及一种可提供快速插拔能力、超高散热能力、机电液协同盲插能力、具有射频盲插能力、高电磁屏蔽能力、抗振动冲击能力强、防盐雾能力强、人机界面友好、外形美观、方便操作且能满足军用环境使用要求的盲插式液体通流功能模块。

背景技术

功能模块由于适合通信电子行业的要求，符合通信电子功能模块化、系列化和组合化(三化)的要求，尺寸符合相关的国际国内标准，大量应用于通信电子行业，与19英寸标准机箱和ATR机箱配套。其主要结构特点为由前面板、腔体、连接器和盖板组成。上述各部分均为导电金属体，其共同组成一完整的模块盒体，用于安装印制板、元器件、电子组件。功能模块的外形尺寸没有一个固定值，以满足单机或系统的要求为主。

当模块中安装有印制板、元器件、电子组件时，模块设计就要考虑很多因素：电子组件拆装的方便性；模块散热性能；模块抗振动冲击性能；模块的电磁兼容性能；模块的防腐蚀性能；模块的维修保障性能；模块的快速响应性能，模块的“三化”。这些因素互相影响，有些因素还互相排斥，牵一发而动全身，需要在设计中综合考虑，兼顾各种性能要求。

CPCI、VPX和ASAAC标准由于适合通信电子行业功能模块的要求，截面尺寸符合相关的国际国内标准，故大量应用于通信电子行业。随着电子技术的发展，电子设备向集成化、小型化、模块化方向发展，功能模块的耗散功率越来越大。功能模块的功耗由10W增加到80W，有些模块最大功耗接近200W。VPX总线作为新一代的总线标准，改进了电源供电，5V最高可达115W，12V最高可达384W，48V最高可达768W。电子设备的有效输出功率比所需的输入功率小得多，而这部分多余的功率则转化为热量而耗散掉。

因此，功能模块提供了对上述因素的一种解决方案，CPCI、VPX和ASAAC标准的功能模块对外部尺寸和外部接口做了一定的规定，其它功能模块对外部尺寸、外部接口和内部结构均未做规定，以满足单机或系统的要求为主。导致内、外部结构千差万别，无法进行结构件模块化。散热设计以风冷为主，功能模块耗散功率小的以自然散热为主，耗散功率大的以强迫风冷为主。冷却气体通过功能模块表面，与模块中的印制板、元器件或电子组件表面充分换热后带走热量。同时对模块抗振动冲击性能，模块的电磁兼容性能，模块的防腐蚀性能，模块的快速插拔性能和模块的维修保障性能等考虑不多，导致功能模块有如下缺陷：模块不具备快速拆装的能力，散热能力不高，防盐雾能力不强，抗振动冲击能力不强，模块维护困难，模块化差。

通过多年研究发展，现有相关产品主要有商用标准总线模块、标准总线加固模块和ASAAC标准模块三大类。且均有散热能力不高，没有射频盲插能力，防盐雾能力不强，模块抗振动冲击能力不强，模块电磁兼容性能与散热性能、快速拆卸性能互相排斥的技术难题。

一、商用标准总线模块(插件)

此类模块(插件)采取的解决方案为统一印制板截面尺寸，一般采用B尺寸系列6U或3U板卡，截面尺寸为233.35×160mm或100×160mm；统一采用助拔器来固定和插拔。CPCI总线和VPX总线结构的背板槽间距为0.8英寸(20.32mm)。CPCI总线和VPX总线结构的模块厚度有20mm和40mm两种。CPCI总线结构的模块印制板元件面距离分界面的距离有4.07mm和6.61mm两种，VPX总线结构的模块印制板元件面距离分界面的距离有4.06mm和6.61mm两种。因此，与之配套的助拔器也有两种。模块的印制板边缘作为模块的初导向，模块的固定采用助拔器自带的螺钉与机箱框架固定。模块数字信号通过印制板所装的盲插连接器与背板互联，射频连接器安装于模块前面板，射频互联只能通过电缆在模块前面板上的射频连接器之间进行连接。模块采用单印制板或在大印制板上加子卡的方式，模块散热主要采用强迫风冷的方式。与之配套的商用19英寸标准总线机箱的散热设计采用强迫风冷，冷却气流从机箱下盖板进入，穿过模块间隙后从上盖板排出。主要依靠模块自身的印制板和安装在印制板上的元器件与冷却气体充分接触，充分换热，来带走自身的热量，所以此类模块散热能力不强。为了模块插拔方便，此机箱没有屏蔽罩，机箱是开放的，模块的前面板和机箱前面板共同组成完整的单机前面板。

此类模块的缺点没有射频盲插能力，散热能力不高，防盐雾能力不强，抗振动冲击能力不强，电磁兼容性能不高。模块快速拆卸能力有所提高，但是有射频连接的模块快速拆卸依然不方便。模块和机箱组合太多，不利于模块化。

二、标准总线加固模块(插件)