[发明专利]电子设备高导热风冷机架

说明书

本发明公开的一种电子设备高导热风冷机架，主要用于航空、通信电子设备。本发明通过下述技术方案实现：在导热风冷机架内的模块承载区域的中部设有上下隔层相连的活动风冷隔板，每个模块承载区域内有通过楔形锁紧条安装于机架导轨槽内的高热耗模块和普通风冷模块，高热耗模块通过楔形锁紧条的压力将整个模块侧面贴在导流板左边外表面，产生的热量通过模块本体表面传导到活动风冷隔板上，通过其风道将冷空气带走；机架箱体两侧冷风机组件产生的工作流体，从活动风冷隔板相向进入每个模块承载区域建立畅通的风道，冷空气从活动风冷隔板中间进入，在风道中进行空气流动，在机架风冷隔板风道内进行空气闭式循环，带走高热耗模块和/或风冷模块的热量。

技术领域

本发明涉及一种主要用于航空、通信电子设备的高导热风冷机架。

背景技术

电子设备通常要求有较高的可靠性，优良的散热是电子设备可靠工作的重要保障。在电子设备中，主要的发热量是由高功率器件产生，所以高功率器件的散热是整个电子设备散热的关键。由于电子设备中普遍使用了多层电路板和高密度的表面贴装元件,电子元器件和设备在工作时会耗散大量热量,热流密度增高,为保证元器件和通信设备的可靠性,必须对电子设备进行合理的热设计。实现系统功能的电子设备多采用机柜及功能机架进行集中化安装调试，以节省安装空间及重量，机架内部依据功能划分为多个模块，每个模块实现单一功能，并通过机构安装于机架内，由于机架中功能模块较多、热耗大，采用自然散热方式是不够的,通常必须采用强迫通风散热。强迫通风是利用风机进行抽风或鼓风,以加强设备内空气流动速度,达到散热的目的。

由于强迫风冷散热工作可靠、易于维修保养、成本相对较低，所以在需要散热的电子设备冷却系统中被广泛采用，同时也是高功率器件采取的主要冷却形式。强迫通风是利用风机进行抽风或鼓风,以加强设备内空气流动速度,达到散热的目的。采用强迫通风散热设计的关键在于机架的设计和机架内风道的设计，以便合理地控制和分配气流。当代电子技术的发展极为迅速,高速率大容量而且由于电磁屏蔽的需要,机架的左右侧板、上下托板与面板之间形成了一个较紧密的金属盒体,影响了机架内模块与外界环境正常的热交换,同时设备可能需要长期在极端的环境条件下运行,因此若没有良好的散热,可能会损坏部分对温度比较敏感的模块,使设备无法正常工作。其中的风冷机架主要由风机或者环控风作为主要的冷却手段，采用符合相关标准的接口，多个机架构件及至少1个风机组件或飞机环控风入口组合而成综合性设备。传统风冷机架内的模块通常采用传导散热的模式工作，机架内的模块通过楔形锁紧条安装于机架的导轨槽内，通过楔形锁紧条提高的力将肋条压在导轨槽上，通过肋条将热量导出至机架隔板上的导轨槽，由冷板内的冷却风将热量带走到热沉。由于传热面积小、热阻大、传导路径长，效率较低。传统风冷机架内部的模块对于热耗有一定上限限制，根据工程经验，内部模块热耗一般不能超过50W，否则将无法正常工作。通常，机架内大部分模块都满足小于50W的要求，但总有极少部分模块，比如功放、电源等模块热耗超过要求。不满足要求的模块在现阶段主要通过以下两种方式处理：

1)移除出机架，作为独立模块进行散热设计；

2)改变散热方式，采用液冷的方式，提高单个模块的散热能力。

以上方式均有着极大的局限性，都是以增加体积和重量为代价来解决问题的，经常无法满足飞机上极度严格的空间和重量要求，极大的限制了风冷机架的使用范围。针对以上传统风冷机架的局限性，急需研究一种新的风冷机架结构形式，对于极少数高热耗模块进行有针对性的散热措施，以保证这类模块可以在机架内正常工作。

发明内容

为了克服传导散热风冷机架的缺点，本发明的目的是针对电子设备中高功率器件的热设计问题，提供一种能够大幅度提高机架内高热耗模块的散热能力，使得风冷机架在不改变体积重量的条件下，提高机架对高热耗模块的适应能力的电子设备高导热风冷机架。