УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ Российский патент 2016 года по МПК G12B15/04 H05K7/20 

Настоящее изобретение относится к охлаждению тепловыделяющих элементов, в частности радиоэлектронных устройств, и может быть использовано для интенсивного отвода тепла от микросхем или других малогабаритных радиоэлектронных изделий, установленных на печатных платах.

В настоящее время, чтобы избежать перегрева деталей и узлов радиоэлектронных устройств, известны различные методы отвода тепла от тепловыделяющих элементов, среди которых в качестве основных можно выделить воздушные, когда тепловыделяющие элементы устанавливают на радиатор для отвода выделяемого ими тепла за счет естественной конвекции. В то же время для обеспечения более эффективного охлаждения используют принудительное воздушное охлаждение, когда устанавливают в корпус приборов еще и охлаждающий вентилятор, создавая своеобразный кулер.

Так, известно устройство для охлаждения полупроводниковых пластин по патенту РФ №2153209. Это устройство представляет собой пневмовихревую центрифугу, содержащую корпус с центральной и периферийной пневмокамерами, соединенными с магистралями подачи газа или воздуха и с рабочей зоной с одной его внешней стороны для размещения пластины, сообщающейся с пневматическими камерами посредством сопел, средства изменения расходов газа или воздуха и блок управления. Кроме того, в нем имеются датчики малых давлений центральной и периферийной пневмокамер, соединенные со средствами изменения расхода газа или воздуха через блок управления.

Известно устройство для охлаждения электронного прибора по заявке на патент №2000111919, содержащее теплообменный элемент, на одной поверхности которого выполнены центрально-симметрично теплообменные каналы, а другая поверхность выполнена с возможностью теплового контакта с электронным прибором, и центробежный нагнетатель, установленный на теплообменном элементе таким образом, что он обеспечивает прохождение охлаждающего потока по теплообменным каналам. При этом центробежный нагнетатель установлен в центре симметрии теплообменных каналов, причем рабочее колесо нагнетателя размещено напротив входов упомянутых теплообменных каналов, а теплообменный элемент под нагнетателем выполнен выгнутым в сторону последнего, при этом выгнутая часть теплообменного элемента расположена напротив входного отверстия центробежного нагнетателя.

Известно устройство для охлаждения радиоэлектронных приборов по патенту РФ №1298960, принятое за прототип. Устройство содержит вентилятор, в котором установлено с возможностью вращения рабочее колесо с лопатками, радиатор для установки тепловыделяющего радиоэлектронного прибора, выполненный в виде основания цилиндрической формы с поперечными ребрами. При этом радиатор частично размещен внутри корпуса вентилятора со стороны его входа, а лопатки рабочего колеса вентилятора расположены вокруг радиатора, причем в поперечных ребрах радиатора выполнены окна для хладагента.

Однако все указанные аналоги для усиления воздушного потока, протекающего через каналы, образуемые ребрами радиаторов, используют мощные нагнетатели, негативно влияющие как на массогабаритные характеристики радиоэлектронных изделий, так и на стоимостные характеристики.

Задачей настоящего изобретения является разработка конструкции радиоэлектронных устройств, использующих принципиально новый метод организации воздушного потока внутри подобных устройств с целью отвода тепла.

Технический результат от использования подобных конструкций - повышение эффективности охлаждения и улучшение массогабаритных характеристик.

Указанный технический результат достигается в устройстве для воздушного охлаждения радиоэлектронных устройств, которое содержит закрытый корпус, внутри которого расположены радиоэлектронные элементы, установленные на радиаторах, между ребрами которых образованы параллельные каналы, и по крайней мере один вытяжной вентилятор, перемещающий воздух внутри корпуса. При этом вентилятор располагают у стенки корпуса, расположенной перпендикулярно упомянутым каналам, а на противоположной стенке корпуса напротив каждого канала выполнена по крайней мере одна пара двух параллельных прорезей длиной не менее 10 мм и расстоянием между ними не менее 5 мм, причем образованная прорезями прямоугольная пластина выгнута вдоль ее длинной стороны наружу корпуса в виде арки, при этом общий размер арок пропорционален мощности вентилятора, чтобы обеспечивать устойчивый турбулентный воздушный поток внутри корпуса.

Заявленное техническое решение поясняется чертежом, на котором показано радиоэлектронное устройство, расположенное на печатной плате. На чертеже изображены корпус 1 устройства, выгнутые в виде арок 2 прямоугольные пластины (вырезы) на стенке корпуса, вентилятор 3 и радиаторы 4 с тепловыделяющими элементами.

Устройство работает следующим образом.

За счет вращения рабочего колеса вентилятора 3 внутри корпуса 1 создается пониженное давление. За счет получаемой разности давлений организуется течение из окружающего воздуха через отверстия 2 внутрь корпуса, где расположены тепловыделяющие электронные элементы. Образуемый из отверстий поток носит автоколебательный характер, порождающий высокую интенсивность турбулентности, за счет которой интенсифицируется теплосъем с тепловыделяющих электронных элементов. Нагретый воздух поступает на вход вентилятора 3 и уносится в окружающую среду. Помимо улучшения теплосъема с тепловыделяющих элементов высокая интенсивность турбулентности потока позволяет бороться с застойными зонами внутри корпуса, что позволяет более свободно планировать компоновку аппаратуры в корпусе.

Изобретение относится к охлаждению тепловыделяющих элементов, в частности радиоэлектронных устройств, и может быть использовано для интенсивного отвода тепла от микросхем или других малогабаритных радиоэлектронных изделий, установленных на печатных платах. Технический результат - повышение эффективности охлаждения и улучшение массогабаритных характеристик. Достигается тем, что в устройстве для воздушного охлаждения радиоэлектронных устройств, которое содержит закрытый корпус, внутри которого расположены радиоэлектронные элементы, установленные на радиаторах, между ребрами которых образованы параллельные каналы, и по крайней мере один вытяжной вентилятор, перемещающий воздух внутри корпуса, вентилятор располагают у стенки корпуса, расположенной перпендикулярно упомянутым каналам. На противоположной стенке корпуса напротив каждого канала выполнена по крайней мере одна пара двух параллельных прорезей длиной не менее 10 мм и расстоянием между ними не менее 5 мм, причем образованная прорезями прямоугольная пластина выгнута вдоль ее длинной стороны наружу корпуса в виде арки, при этом общий размер отверстий, образованных прорезями, пропорционален мощности вентилятора. 1 ил.

Устройство для воздушного охлаждения радиоэлектронных устройств, содержащее закрытый корпус, внутри которого расположены радиоэлектронные элементы, установленные на радиаторах, между ребрами которых образованы параллельные каналы, и по крайней мере один вытяжной вентилятор, перемещающий воздух внутри корпуса, отличающееся тем, что вентилятор установлен у стенки корпуса, расположенной перпендикулярно упомянутым каналам, а на противоположной стенке корпуса напротив каждого канала выполнена по крайней мере одна пара двух параллельных прорезей длиной не менее 10 мм и расстоянием между ними не менее 5 мм, а образованная прорезями прямоугольная пластина выгнута вдоль ее длинной стороны наружу корпуса в виде арки, при этом общий размер отверстий, образованных прорезями, пропорционален мощности вентилятора.