專(zhuān)利名稱(chēng)：冷卻電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冷卻電子設(shè)備。
將參照一種特殊應(yīng)用，描述本發(fā)明的背景。而其它應(yīng)用，是讀者容易了解的。
蜂窩型移動(dòng)電信網(wǎng)利用在基站外面安裝的電子設(shè)備。該設(shè)備包括一些大功率的裝置，例如一個(gè)裝有大功率寬頻帶放大器的無(wú)線電發(fā)射機(jī)。由于裝在室外，故設(shè)備容易受到各種天氣的影響。一般說(shuō)來(lái)，由一個(gè)其自身裝于通風(fēng)柜內(nèi)的密閉外殼來(lái)容納該設(shè)備。通常希望用自然對(duì)流進(jìn)行冷卻，以避免與需要提供強(qiáng)制對(duì)流風(fēng)扇有關(guān)的噪聲、功率消耗和維護(hù)。
在這種背景下，依照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種具有散熱外殼的電子設(shè)備，外殼具有一些在其間限定一些在使用中垂直延伸的通道的延伸表面或散熱片，是按照輕金屬規(guī)范LM20鑄造的。
用于電子設(shè)備的外殼通常按照容易鑄造的輕金屬規(guī)范LM6鑄造。輕金屬規(guī)范LM20的鑄造難得多，花費(fèi)也較多。輕金屬LM6具有124W/m·°k的導(dǎo)熱率，而輕金屬LM20具有155瓦/m/°k的稍大導(dǎo)熱率。小量提高導(dǎo)熱率會(huì)造成鑄造的較大困難和帶來(lái)成本升高，本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員以前一直偏愛(ài)提高熱導(dǎo)率。然而，我們發(fā)現(xiàn)，單純靠利用輕金屬規(guī)范LM20，我們只能在外殼關(guān)鍵部件的溫度方面實(shí)現(xiàn)3°k的改善。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)附加方面或另一個(gè)方面，提供一種具有一個(gè)散熱外殼的電子設(shè)備，該外殼具有一個(gè)容器壁，從殼壁垂掛一些具有在使用中垂直延伸的長(zhǎng)度和在其間限定通道的延伸表面或散熱片，在相對(duì)的容器壁的外表面之間的殼的厚度從較薄段到較厚段，以提供一個(gè)有較窄段和較寬段的內(nèi)部空間，從而容納一些具有相應(yīng)不同大小的部件或裝置，延伸表面或散熱片具有外棱與容器壁隔開(kāi)，并且具有與其外棱相鄰的平坦第一相對(duì)表面，所述第一表面在其間夾有一個(gè)第一角度，并且與殼較薄段相鄰的一些或一部分延伸表面還具有一些在所述第一表面里面的平坦第二相對(duì)表面，所述第二表面在其間夾有一個(gè)比第一角度大的第二角度。
使相對(duì)容器壁的外表面之間的殼厚從較薄段到較厚段不同，以便內(nèi)部空間適合相應(yīng)不同大小的部件或裝置，允許延伸表面或散熱片的深度大于厚度恒定情況的深度。我們發(fā)現(xiàn)，如果在延伸表面或散熱片范圍上采用恒定的傾斜角，例如2°，則較深的散熱片或部件不容易脫模，尤其是當(dāng)鑄件材料是LM20時(shí)更是如此。使較深的散熱片并且根部具有較大的傾斜角，例如3°，可解決這一問(wèn)題。
在殼較厚段與殼較簿段是一個(gè)在另一個(gè)上面定位的情況下，第一相對(duì)表面最好在伸過(guò)兩段的延伸表面或散熱片的全長(zhǎng)上延伸。
諸延伸表面最好均勻地間隔開(kāi)，且諸外棱最好處于一個(gè)公共平面內(nèi)。
外殼最好裝于一個(gè)有側(cè)壁的柜內(nèi)，側(cè)壁同容器壁一起限定空氣通道，延伸表面或散熱片伸入空氣通道中。
如果柜具有在其空氣通道頂和底部的通風(fēng)孔和具有在其一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁中的通氣窗，則可作出進(jìn)一步的改進(jìn)。在側(cè)壁較低處的通氣窗向上和向內(nèi)傾斜；而在側(cè)壁較高處的通氣窗向上和向外傾斜。
如果耗散較大功率的部件或裝置是位于耗散較小功率的部件或裝置的下面，或者是通過(guò)一個(gè)具有低于部件或裝置的冷凝器的熱管而連接于容器壁，則還可得到進(jìn)一步的改進(jìn)。
電源是在外殼中優(yōu)選低位置的裝置的實(shí)例。
如果延伸表面或散熱片被充分隔開(kāi)，從而通過(guò)對(duì)流使空氣在通道中流動(dòng)而沒(méi)有在任何位置完全建立起在通道上的邊界層，則還可得到進(jìn)一步的改進(jìn)。
現(xiàn)在參照附圖，用舉例方法描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。在附圖中

圖1是實(shí)施本發(fā)明的電子設(shè)備外殼的展示圖；圖2是圖1外殼的截面?zhèn)纫晥D；圖3是圖2中箭頭A方向的斷片端視圖；圖4是在外柜中外殼的部分截面?zhèn)纫晥D；圖5是圖4中柜的頂視圖6是柜的前視圖；和圖7是圖1中外殼的一部分內(nèi)側(cè)的展示圖。
參照各圖，一種用于蜂窩型移動(dòng)電信網(wǎng)的基站包括一個(gè)用外殼2容納的電子設(shè)備。在圖1中開(kāi)放地示出的外殼2內(nèi)密封一些可供使用的電子設(shè)備，例如RF屏蔽發(fā)送接收機(jī)3，RF屏蔽功率放大器4，處理器板(未示出安裝部分)5和天線共用器6。在來(lái)自外殼壁7的突出物7a上安裝處理器板5。在處理器板5的上方，在來(lái)自壁7的突出物9上安裝發(fā)送/接收機(jī)3。功率放大器和其它裝置消耗大量電力，需要冷卻。由于外殼被密封，故通過(guò)比如說(shuō)從裝置4到其上裝有該裝置的外殼壁7的導(dǎo)熱，實(shí)現(xiàn)冷卻，而外殼則通過(guò)對(duì)流冷卻。為了改善外殼的冷卻，它裝有一些延伸表面或散熱片8。為了在給定總尺寸范圍內(nèi)使散熱片尺寸最大，外殼內(nèi)的內(nèi)部空間10具有不同的寬度W，它足以容納裝置4,6等，而不大量浪費(fèi)空間。這就允許延伸表面或散熱片8在深度上不同在需要容納功率放大器4的內(nèi)部空間較窄的部分8a是較深的，而在需要容納天線共用器6的內(nèi)部空間較寬的部分8b是較淺的。如同可看到的那樣，在一個(gè)公共的平坦面中容納延伸表面或散熱片的外端。這樣，在總尺寸范圍內(nèi)得出延伸表面或散熱片的最大深度。用足夠的距離均勻地隔開(kāi)散熱片或延伸表面，以確保在散熱片之間的通道12的長(zhǎng)度范圍內(nèi)，不會(huì)在通道上建立邊界層。
按常規(guī)，外殼2是用輕金屬LM6鑄造的。若給出外殼的特殊設(shè)計(jì)，則我們?cè)诖税l(fā)現(xiàn)，通過(guò)用輕金屬LM20鑄造外殼，可明顯改進(jìn)冷卻。對(duì)于所述的外殼，可使外殼溫度降低3℃。
在延伸表面或散熱片8的制造方面出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題。較深的部分8a難以鑄造，因?yàn)槊撃＠щy或不可能。使用LM20會(huì)使問(wèn)題惡化。我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)延伸表面或散熱片的深度超過(guò)約25mm時(shí)，2度的傾斜角會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。我們發(fā)現(xiàn)，通過(guò)用一個(gè)兩級(jí)的傾斜角鑄造延伸表面或散熱片，能夠較容易地脫模。參照?qǐng)D2和3，散熱片的8a部分具有2°的傾斜角，即平坦相對(duì)表面14之間的夾角。這些表面在延伸表面的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸。在8a部分，延伸表面還具有相對(duì)的平坦表面16，在其間傾斜角是3°。在圖中，幾乎不能明顯地畫(huà)出其差別。
通過(guò)提供圖4、5和6中示出的外柜18，可進(jìn)一步改進(jìn)外殼的冷卻。柜18限定有殼空氣通道20的壁7，延伸表面8伸入通道20中。柜18在它的頂部22和底部24安置一些通風(fēng)孔26(頂部和底部是類(lèi)似的)。此外，柜18的前面裝有通氣窗28，其間是通風(fēng)孔30。柜的背面裝有在其底部的通氣窗32和在其頂部的通氣窗34。通氣窗32向上和向內(nèi)傾斜，以幫助空氣流入柜中。通氣窗34向上和向外傾斜，以幫助空氣流出柜外。
一般說(shuō)來(lái)，殼頂傾向于比殼底熱。為了減小這種傾向，希望把那些消散最大熱量的裝置放到殼底，而把那些消散較小熱量的裝置放到殼頂部。但由于其它的考慮而有時(shí)難以作到這一點(diǎn)。在本情況下，消散大量熱的功率放大器被放在消散較小熱量的天線共用器的上面。為了減小在殼頂與殼底之間的溫差，熱管36具有它的蒸發(fā)器38，它被安排成把熱量從壁7的上部，或者直接從功率放大器，傳導(dǎo)到一個(gè)在天線共用器6區(qū)域與壁7下部熱接觸的冷凝器40。
權(quán)利要求
1．一種有散熱外殼的電子設(shè)備，外殼具有一些延伸表面或散熱片，它們?cè)谄溟g限定一些在使用中垂直延伸的通道，并且是按照輕金屬規(guī)范LM20鑄造的。
2．一種有散熱外殼的電子設(shè)備，外殼有容器壁，從壁容器垂掛一些延伸表面或散熱片，它們具有在使用中垂直延伸的長(zhǎng)度和在其間限定一些通道，在相對(duì)的容器壁的外表面之間的殼的厚度變動(dòng)于一個(gè)較薄段與一個(gè)較厚段之間，以提供一個(gè)具有一個(gè)較窄段和一個(gè)較寬段的內(nèi)部空間，從而容納具有相應(yīng)不同尺寸的部件或裝置，延伸表面或散熱片具有與容器壁隔開(kāi)的外棱，并具有毗連其外棱的平坦第一相對(duì)表面，所述第一表面在其間有一個(gè)第一夾角，并且毗連殼較薄段的一些或一部分延伸表面還具有一些在所述第一表面內(nèi)部的平坦第二相對(duì)表面，所述第二表面在其間有一個(gè)比第一夾角大的第二夾角。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的電子設(shè)備，其中外殼較厚段和外殼較薄段是一個(gè)放在另一個(gè)上面的，并且其中第一相對(duì)表面一直延伸到在兩段上延伸的延伸表面或散熱片的全部長(zhǎng)度。
4．根據(jù)權(quán)利要求2或3的電子設(shè)備，其中第一夾角約為2°，且第二夾角約為3°。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的電子設(shè)備，其中第一夾角延伸到的深度約小于25mm。
6．根據(jù)權(quán)利要求2至5中任何一項(xiàng)的電子設(shè)備，其中諸延伸表面被均勻地隔開(kāi)，和諸外棱位于一個(gè)共同平面內(nèi)。
7．根據(jù)任何一項(xiàng)上述權(quán)利要求的電子設(shè)備，其中用一個(gè)有側(cè)壁的柜來(lái)容納外殼，這些側(cè)壁同容器壁一起限定一些有延伸表面或散熱片伸入其中的空氣通道。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的電子設(shè)備，其中，柜具有一些在空氣通道頂和底部的通風(fēng)孔，和具有一些在其一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁中通氣窗，在側(cè)壁較低處的通氣窗是向上和向內(nèi)傾斜的，而在側(cè)壁較高處的通氣窗是向上和向外傾斜的。
9．根據(jù)任何一項(xiàng)上述權(quán)利要求的電子設(shè)備，其中，消耗較大功率的部件或裝置或者被安放在消耗較小功率的部件或裝置的下面，或者被一個(gè)帶有它的低于部件或裝置的冷凝器的熱管連接于殼壁。
10．根據(jù)權(quán)利要求8的電子設(shè)備，具有一個(gè)位于外殼中低處的電源裝置。
11．根據(jù)任何一項(xiàng)上述權(quán)利要求的電子設(shè)備，其中延伸表面或散熱片被充分隔開(kāi)，從而通過(guò)對(duì)流使空氣在通道中流動(dòng)而沒(méi)有在任何位置完全建立起在通道上的邊界層。
12．根據(jù)任何一項(xiàng)上述權(quán)利要求的電子設(shè)備，它構(gòu)成一個(gè)用于蜂窩型移動(dòng)電信網(wǎng)的發(fā)送/接收機(jī)。
全文摘要
公開(kāi)了一種具有散熱外殼的電子設(shè)備。外殼具有一些在其間限定一些在使用中垂直延伸的通道的延伸表面或散熱片,并且是按照輕金屬規(guī)范LM20鑄造的。只用輕金屬規(guī)范LM20代替常用的LM6,就在外殼中關(guān)鍵部件的溫度方面獲得3°k的改進(jìn)。
文檔編號(hào)H05K7/20GK1237083SQ9910518
公開(kāi)日1999年12月1日 申請(qǐng)日期1999年4月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月28日
發(fā)明者哈密德·雷扎·法拉基, 威廉·喬治·蓋茨, 帕特里克·弗蘭西斯·漢龍, 馬丁·邁克爾·基根, 丹尼爾·皮特·剴利 申請(qǐng)人:朗迅科技公司