Радиоэлектронный блок теплонагруженный Российский патент 2018 года по МПК H05K7/20 H05K1/18 

Изобретение относится к области электротехники (радиоэлектроники), а более конкретно к конструкциям бортовой и наземной радиоэлектронной аппаратуры и оборудования, и может быть использовано, например, при конструировании бортовых аналоговых и цифровых устройств с источниками питания, предназначенных для эксплуатации в составе космических аппаратов, в том числе работающих в условиях вакуума, например в составе систем электропитания, терморегулирования и систем трансляции команд и распределения питания, а также в составе подвижных и стационарных средств в приемо-передающей аппаратуре и других комплектациях.

Известен радиоэлектронный блок, содержащий пакет печатных плат с радиоэлементами и стержни, соединяющие печатные платы (патент RU №2349059).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному техническому решению является радиоэлектронный блок, состоящий из основания, набора параллельных плоских плат, электрически соединенных между собой по плоскости их сопряжения с помощью разъемных соединителей, выполняющих функцию схемной шины, в корпусах которых расположены штыри и гнезда контактов, каждый контакт которых пересекает плоскость платы через отдельное электропроводящее отверстие платы, и у которого первая плата устанавливается на основании, а остальные платы установлены над первой платой с помощью стоек и крепежных винтов, образуя пакет («Консорциум (РС/104 обсуждает стандарт PC/104 Express», статья от 14.07.06. http://www.ixbt.com/news/all/index.shtml?06/46/92 - прототип).

Недостатком известного, а также вышеописанного изобретения является плохая кондуктивная связь верхних плат с основанием, что приводит к перегреву электрорадиоэлементов и, как следствие, снижению эффективности блока и уменьшению срока его эксплуатации, и поэтому требует применения конструктивных мер в виде использования дополнительных радиаторов для тепловыделяющих электрорадиоэлементов или организации принудительной вентиляции, что усложняет конструкцию, и абсолютно теряет эффективность в условиях космического вакуума. Кроме того, стыковка многоконтактных разъемных соединителей при установке печатных плат в пакет осуществляется вручную путем совмещения штырей контактов соединителя верхней печатной платы с гнездами контактов соединителя нижней печатной платы без применения направляющих, что затрудняет процесс стыковки и расстыковки и не исключает повреждение контактов.

Задачей изобретения является повышение эффективности устройства за счет улучшения теплоотвода с печатных плат с электрорадиоэлементами на теплоотводящее основание радиоэлектронного теплонагруженного блока и далее на установочную поверхность и в окружающую среду с сохранением коротких электрических связей между печатными платами, ремонтопригодности и технологичности на этапе сборки и разборки.

Поставленная задача решается тем, что в радиоэлектронном блоке теплонагруженном, содержащем теплоотводящее основание и набор параллельных плоских печатных плат электрически соединенных между собой, при этом печатные платы установлены на теплоотводящем основании, над которыми также размещаются дополнительные печатные платы с электрорадиоэлементами, элементы крепления, согласно изобретению, боковые стороны теплоотводящего основания представляют собой теплоотводы, со стороны которых теплоотводящее основание имеет выступы, на которых закреплена теплопроводная пластина под дополнительные печатные платы, при этом на теплопроводную пластину кроме мест ее крепления наносится теплопоглощающее покрытие, изолирующее электрически от теплопроводной пластины дополнительные печатные платы, а теплонагруженные электрорадиоэлементы установлены максимально близко к местам крепления теплопроводной пластины, при этом теплоотводящее основание, на котором закреплена крышка, закреплено на установочную поверхность через теплопроводящую пасту.

Заявленное устройство представлено на чертежах:

на фиг. 1 - заявленное устройство в собранном виде;

на фиг. 2 - общий вид устройства;

на фиг. 3 - поперечное сечение с фиг. 1.

Радиоэлектронный блок теплонагруженный содержит теплоотводящее основание 1 и набор параллельных плоских печатных плат 2 электрически соединенных между собой, при этом печатные платы 2 установлены на теплоотводящем основании 1, над которыми также размещены дополнительные печатные платы 3 с электрорадиоэлементами 4. Боковые стороны теплоотводящего основания 1 представляют собой теплоотводы 5, со стороны которых теплоотводящее основание 1 имеет выступы 6, на которых закреплена теплопроводная пластина 7 под дополнительные печатные платы 3, при этом на теплопроводную пластину 7 кроме мест ее крепления нанесено теплопоглощающее покрытие, изолирующее электрически от теплопроводной пластины 7 дополнительные печатные платы 3, а теплонагруженные электрорадиоэлементы 4 установлены максимально близко к местам крепления теплопроводной пластины 7, причем все печатные платы 2 и 3 электрически связаны между собой гибким объемным монтажом 8, обеспечивающим их взаимное перемещение при сборке и разборке, а на теплоотводящем основании 1 вместе с дополнительными печатными платами 3 расположена крышка 9.

Радиоэлектронный блок теплонагруженный установлен на установочную поверхность 10, которой может служить, например, теплоотводящая поверхность космического аппарата, или другая поверхность, причем установка производится через теплопроводящую пасту 11, например, кремний-органическую 131-179. Теплопроводная пластина 7 под дополнительные печатные платы 3 закреплена на выступах 6 посредством средств крепления 12. Тепло от работающего радиоэлектронного блока теплонагруженного может передаваться на теплоотводящую поверхность и в окружающую среду.

Устройство работает следующим образом. При включении радиоэлектронного блока теплонагруженного мощность, рассеиваемая электрорадиоэлементами 4, передается через печатные платы 2 и дополнительные печатные платы 3 либо напрямую на теплоотводящее основание 1, либо на теплопроводную пластину 7, с которой через выступы 6 на теплоотводящее основание 1. Далее тепловая энергия передается от теплоотводящего основания 1 на установочную поверхность 10 через теплопроводящую пасту 11 или в окружающую среду. Нанесенное на теплопроводную пластину 7 теплопоглощающее покрытие электрически изолирует проводники дополнительных печатных плат 3, а защищенные от покрытия места крепления теплопроводной пластины 7 с теплоотводящим основанием 1 на выступах 6 обеспечивает оптимальную передачу тепловой энергии. Гибкий объемный монтаж 8 обеспечивает короткие электрические связи между печатными платами 2 и дополнительными печатными платами 3 в совокупности с возможностью многократной и простой сборки разборки, а также ремонтопригодности и технологичности изготовления и испытания радиоэлектронного блока теплонагруженного. Крышка 9 расположена на теплоотводящем основании 1 вместе с дополнительными печатными платами 3 с целью их защиты от внешних воздействий и предотвращения попадания посторонних предметов в полость радиоэлектронного блока теплонагруженного.

Заявленное техническое решение позволит повысить эффективность теплонагруженного радиоэлектронного блока и продлить срок его эксплуатации путем улучшения теплоотвода с высокомощных электрорадиоэлементов и печатных плат на теплоотводящее основание через теплопроводную пластину.

Изобретение может быть использовано при конструировании бортовых аналоговых и цифровых устройств с источниками питания, предназначенных для эксплуатации в составе космических аппаратов. Технический результат - повышение эффективности радиоэлектронного блока и его эксплуатационных возможностей. Достигается тем, что радиоэлектронный блок теплонагруженный включает теплоотводящее основание и набор параллельных плоских печатных плат (ПП), электрически соединенных между собой, элементы крепления. ПП установлены на теплоотводящем основании и над ними также размещены дополнительные ПП с электрорадиоэлементами. При этом боковые стороны теплоотводящего основания представляют собой теплоотводы, со стороны которых теплоотводящее основание имеет выступы, на которых закреплена теплопроводная пластина под дополнительные ПП. При этом на теплопроводную пластину, кроме мест ее крепления, нанесено теплопоглощающее покрытие, изолирующее электрически от теплопроводной пластины дополнительные ПП, а теплонагруженные электрорадиоэлементы установлены максимально близко к местам крепления теплопроводной пластины. Все ПП электрически связаны между собой гибким объемным монтажом, обеспечивающим их взаимное перемещение при сборке и разборке. Теплоотводящее основание, на котором установлена крышка, закреплено на установочную поверхность через теплопроводящую пасту. 3 ил.

Радиоэлектронный блок теплонагруженный, включающий теплоотводящее основание и набор параллельных плоских печатных плат, электрически соединенных между собой, при этом печатные платы установлены на теплоотводящем основании, над которыми также размещены дополнительные печатные платы с электрорадиоэлементами, элементы крепления, отличающийся тем, что боковые стороны теплоотводящего основания представляют собой теплоотводы, со стороны которых теплоотводящее основание имеет выступы, на которых закреплена теплопроводная пластина под дополнительные печатные платы, при этом на теплопроводную пластину кроме мест ее крепления нанесено теплопоглощающее покрытие, изолирующее электрически от теплопроводной пластины дополнительные печатные платы, а теплонагруженные электрорадиоэлементы установлены максимально близко к местам крепления теплопроводной пластины, причем все печатные платы электрически связаны между собой гибким объемным монтажом, обеспечивающим их взаимное перемещение при сборке и разборке, при этом теплоотводящее основание, на котором закреплена крышка, закреплено на установочную поверхность через теплопроводящую пасту.