一種強散熱式固態(tài)功率放大器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種強散熱式固態(tài)功率放大器，包括殼體和散熱板，散熱板將殼體內(nèi)部分為工作室和散熱室，工作室內(nèi)設(shè)置有功放模塊，功放模塊上方有進風(fēng)管，進風(fēng)管連接有散熱風(fēng)扇，工作室頂部設(shè)置若干排風(fēng)口，散熱室內(nèi)部設(shè)置噴淋板，噴淋板上等間距設(shè)置有若干噴水頭，噴水頭內(nèi)部的水管連接設(shè)置在噴淋板內(nèi)部的主水管，主水管連接進水管，進水管連接有微型水泵，微型水泵通過水管連接有冷卻器，散熱室外側(cè)設(shè)置有位于噴淋板下方的出水管，出水管位于進水管所在側(cè)面的對稱面，出水管連通散熱室和冷卻器。本發(fā)明通過水冷的方式對固態(tài)功率放大器內(nèi)的功放模塊進行高效降溫，使得大功率功放模塊的工作效率得到提高，提升了固態(tài)功率放大器的改進空間。
【專利說明】
一種強散熱式固態(tài)功率放大器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種固態(tài)功率放大器，具體涉及一種強散熱式固態(tài)功率放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著技術(shù)的進步，目前在測控、衛(wèi)星通信、雷達、電子對抗系統(tǒng)、高壓電力巡線等軍、民裝備領(lǐng)域的工作頻率已經(jīng)達到毫米波頻段。位于發(fā)射信道末端的高功率固態(tài)功率放大器對系統(tǒng)性能至關(guān)重要，對系統(tǒng)的測控精度、通信質(zhì)量、作用半徑以及抗干擾能力等方面起著重要的作用。固態(tài)功率放大器的主要作用是將需要發(fā)送的信號放大到一定的功率電平，再經(jīng)天線以無線方式發(fā)送到空間，主要技術(shù)指標(biāo)包括輸出功率、工作帶寬以及駐波比等。相比行波管放大器，固態(tài)功率放大器在工作電壓、可靠性及環(huán)境適應(yīng)能力等方面有明顯的優(yōu)勢，所以其在系統(tǒng)中的應(yīng)用受到了人們的青睞。
[0003]在頻率位于X波段的相控陣?yán)走_中，固態(tài)功率放大器作為T/R組件的最后一級，其質(zhì)量直接決定T/R組件的技術(shù)參數(shù)。隨著雷達等應(yīng)用系統(tǒng)的不斷改進，研制大功率、高效率、高可靠性和小型化的固態(tài)功率放大器模塊成為急切需要解決的問題。然而，在進一步采用芯片級功率合成、電路級功率合成或者空間功率合成技術(shù)制作的大功率固態(tài)功率放大模塊，不僅體積和重量受到了限制，而且其熱穩(wěn)定性也受到嚴(yán)格的考驗，在實際應(yīng)用中，對固態(tài)功放模塊的工作效率要求非常嚴(yán)格，其工作溫度的高低將影響固態(tài)功放模塊的工作效率。
[0004]傳統(tǒng)的X波段固態(tài)功率放大器只采用風(fēng)冷的方式對其所搭載的功放模塊散熱，但是風(fēng)冷式散熱存在空氣介質(zhì)的導(dǎo)熱性低、散熱面積小等缺點，其散熱效果不好，無法高效地降低功放模塊的工作溫度，所以限制了大功率固態(tài)功率放大器的進一步發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對傳統(tǒng)固態(tài)功率放大器的缺陷，目的在于提供一種強散熱式固態(tài)功率放大器，解決傳統(tǒng)的固態(tài)功率放大器僅使用風(fēng)冷的方式對其所搭載的功放模塊進行散熱導(dǎo)致無法高效地冷卻功放模塊所產(chǎn)生的功放模塊工作效率低的問題。
[0006]本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):一種強散熱式固態(tài)功率放大器，包括殼體，殼體內(nèi)水平設(shè)置有散熱板，散熱板將殼體內(nèi)部分為兩部分，散熱板上方為工作室，散熱板下方為散熱室，工作室內(nèi)設(shè)置有位于散熱板上的功放模塊，功放模塊上設(shè)置有溫度傳感器，功放模塊上方設(shè)置有進風(fēng)管，進風(fēng)管正對功放模塊，進風(fēng)管貫穿工作室頂部連接有散熱風(fēng)扇，工作室頂部設(shè)置有若干排風(fēng)口，散熱室內(nèi)部的側(cè)面上設(shè)置有噴淋板，噴淋板連接與其所在側(cè)面相鄰的兩個側(cè)面，噴淋板上等間距設(shè)置有若干噴水頭，噴水頭的噴嘴豎直向上，噴水頭內(nèi)部的水管連接有設(shè)置在噴淋板內(nèi)部的主水管，主水管貫穿散熱室側(cè)面連接有進水管，進水管連接有微型水栗，微型水栗通過水管連接有冷卻器，散熱室外側(cè)設(shè)置有位于噴淋板下方的出水管，出水管位于進水管所在側(cè)面的對稱面，出水管連通散熱室和冷卻器?，F(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)的固態(tài)功率放大器僅使用風(fēng)冷的方式對功放模塊進行降溫，避免其工作溫度過高影響工作效率。但是，采用傳統(tǒng)的散熱風(fēng)扇進行散熱時，會遇到空氣介質(zhì)的導(dǎo)熱性低、散熱面積小等問題，所以風(fēng)冷的散熱效果不佳，不能高效地降低功放模塊的工作溫度，限制了大功率固態(tài)功率放大器的進一步發(fā)展。為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種主要采用水冷、輔助采用風(fēng)冷降溫的固態(tài)功率放大器。在固態(tài)功率放大器的殼體內(nèi)設(shè)置有散熱板，所述散熱板采用導(dǎo)熱率高的金屬，例如銀、鋁等。散熱板將固態(tài)功率放大器的殼體內(nèi)部分為工作室和散熱室，工作室內(nèi)放置功放模塊、電容、電阻等電子器件，功放模塊為現(xiàn)有技術(shù)，功放模塊上方設(shè)置有進風(fēng)管，進風(fēng)管正對功放模塊，進風(fēng)管貫穿工作室頂部連接散熱風(fēng)扇上，功放模塊上設(shè)置有溫度傳感器，當(dāng)溫度超過設(shè)定的警示溫度時，散熱風(fēng)扇能夠自動開啟；散熱室內(nèi)部的側(cè)面上設(shè)置有噴淋板，噴淋板還連接與其所在側(cè)面相鄰的兩個側(cè)面，即噴淋板上方的水通過噴淋板與散熱室內(nèi)壁沒有接觸的部分流入噴淋板下方。噴淋板上設(shè)置有若干個噴水頭，噴水頭上的噴嘴豎直向上正對著散熱板的底部，噴淋板內(nèi)部設(shè)置有主水管，主水管與噴水頭內(nèi)部的水管相連，主水管穿過散熱室側(cè)面連接進水管，進水管依次連接微型水栗和冷卻器，冷卻器連接出水管。微型水栗和冷卻器均為現(xiàn)有技術(shù)，都具有體積小、噪音低的優(yōu)點，可以在市場上通過購買獲得，另外，還可以使用一體式集水栗，一體式集水栗包含了水栗、儲水箱和冷卻器，高度集成化節(jié)省了空間。工作時，運行微型水栗，使得水從微型水栗中流出并依次通過進水管、主水管、噴水頭、散熱室、出水管、冷卻器，最終回到微型水栗中，形成水循環(huán)。電子器件與散熱板上方接觸，通過散熱板將電子器件上的高溫傳至散熱板下方，水在流經(jīng)散熱室時，通過噴水頭噴至散熱板底部，對散熱板進行降溫，溫度傳至水流后，水流落在散熱室底部并最終從出水管流至冷卻器中進行冷卻，冷卻之后再經(jīng)過微型水栗從進水管進入散熱室；當(dāng)功放模塊上的溫度傳感器監(jiān)測到功放模塊的工作溫度超過設(shè)定溫度時，將自動開啟散熱風(fēng)扇進行緊急降溫，留給操作人員足夠的時間加快水循環(huán)速度，從而降低功放模塊的工作溫度。通過上述結(jié)構(gòu)和原理，能夠?qū)ぷ魇覂?nèi)的電子器件進行高效地降溫。水冷系統(tǒng)散熱能力強過風(fēng)冷系統(tǒng)的原因，一是因為水的吸熱和導(dǎo)熱性能比空氣好很多，二是因為水冷系統(tǒng)的總散熱面積也要比風(fēng)冷系統(tǒng)大很多，通過高效地降溫，可以使得大功率功放模塊的工作效率得到提高，提升了固態(tài)功率放大器的改進空間。水冷系統(tǒng)還具有噪音小的特點，使得固態(tài)功率放大器可以靈活地應(yīng)用于軍事領(lǐng)域中。另外，通過風(fēng)冷系統(tǒng)間歇性的輔助水冷系統(tǒng)，不僅確保了功放模塊的工作溫度低于警戒溫度，還能對工作室內(nèi)進行除塵操作。
[0007]進一步地，進風(fēng)管靠近進水管所在的側(cè)面，排風(fēng)口靠近出水口所在的側(cè)面。這樣設(shè)置不僅能夠讓從散熱風(fēng)扇對整個工作室的電子器件進行風(fēng)冷降溫，還能將工作室內(nèi)的灰塵從排風(fēng)口排出，達到降溫和除塵的雙重目的。
[0008]進一步地，噴淋板與散熱板的夾角為2至5°，噴淋板靠近進水管的一端與散熱室底部的距離大于靠近出水管的一端與散熱室底部的距離。通過傾斜設(shè)置噴淋板，一方面使得水流緩慢從噴淋板上靠近進水管的一端流至噴淋板與散熱室內(nèi)壁沒有接觸的部分而進入噴淋板下方，最終從出水管排出；另一方面，靠近進水管一端的噴水頭更接近散熱板，其冷卻效果更好，可以將功放模塊中最核心的電子元件如單片微波集成電路芯片放置在散熱板上方相對應(yīng)的位置達到更好地對核心電子元件降溫的目的。
[0009]進一步地，散熱板與功放模塊之間設(shè)置有散熱硅膠。散熱硅膠具有低熱阻、高導(dǎo)熱率的特點，因為功放模塊是主要部件，在其與散熱板之間涂有散熱硅膠能減少兩者之間的摩擦，使兩者充分接觸從而提高熱傳導(dǎo)率，使得功放模塊的熱量有效地傳遞至散熱板。
[0010]進一步地，主水管由聚合物材料制成。為了防止主水管生銹而導(dǎo)致水循環(huán)效果差，主水管采用聚合物材料如聚四氟乙烯制成，不僅保證了主水管的強度、不會生銹，并且重量輕，降低了固態(tài)功率放大器的總重量。
[0011 ]進一步地，噴嘴上設(shè)置有噴嘴蓋，噴嘴蓋上設(shè)置有若干通孔。通過上述設(shè)置，可以使得水流均勻的噴淋在散熱板底部，而不會只噴淋在散熱板底部的局部位置，導(dǎo)致散熱效果差。
[0012]進一步地，進水管上設(shè)置有球閥。通過在進水管上設(shè)置球閥，可以調(diào)整進水量，控制水循環(huán)速度，使得操作人員能夠控制散熱室內(nèi)的溫度。
[0013]進一步地，出水管靠近散熱室底部。這樣設(shè)置使得水流不會在散熱室底部堆積。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果:
1、本發(fā)明通過主要采用水冷系統(tǒng)輔助采用風(fēng)冷系統(tǒng)的方式對固態(tài)功率放大器內(nèi)的功放模塊進行降溫，因為水的吸熱和導(dǎo)熱性能比空氣好很多、以及水冷系統(tǒng)的總散熱面積也要比風(fēng)冷系統(tǒng)大很多，所以降溫效果好，可以使得大功率功放模塊的工作效率得到提高，提升了固態(tài)功率放大器的改進空間；
2、本發(fā)明主要采用水冷的方式進行降溫，具有噪音小的特點，使得固態(tài)功率放大器可以靈活地應(yīng)用于軍事領(lǐng)域；
3、本發(fā)明在功放模塊上設(shè)置有溫度傳感器，當(dāng)溫度傳感器監(jiān)測到功放模塊的工作溫度超過設(shè)定溫度時，將自動開啟散熱風(fēng)扇進行緊急降溫，留給操作人員足夠的時間加快水循環(huán)速度，從而降低功放模塊的工作溫度；
4、本發(fā)明輔助使用風(fēng)冷系統(tǒng)，能除去工作室內(nèi)電子器件上殘留的灰塵；
5、本發(fā)明使用主水管采用聚四氟乙烯制成，不僅保證了主水管的強度而且不會生銹，并且其重量較金屬輕，降低了固態(tài)功率放大器的總重量。
【附圖說明】
[0015]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中:
圖1為本發(fā)明剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖中標(biāo)記及對應(yīng)的零部件名稱:
1-殼體，2-散熱板，3-噴淋板，4-噴水頭，5-進水管，6-出水管，7-功放模塊，8-散熱風(fēng)扇，9-排風(fēng)口，10-進風(fēng)管。
【具體實施方式】
[0017]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例和附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。
實施例
[0018]如圖1所示，本發(fā)明為一種強散熱式固態(tài)功率放大器，包括殼體I，殼體I內(nèi)水平設(shè)置有散熱板2，散熱板2將殼體I內(nèi)部分為兩部分，散熱板2上方為工作室，散熱板2下方為散熱室，工作室內(nèi)設(shè)置有位于散熱板2上的功放模塊7，功放模塊7上設(shè)置有溫度傳感器，功放模塊7上方設(shè)置有進風(fēng)管10，進風(fēng)管10正對功放模塊7，進風(fēng)管10貫穿工作室頂部連接有散熱風(fēng)扇8，工作室頂部設(shè)置有若干排風(fēng)口 9，散熱室內(nèi)部的側(cè)面上設(shè)置有噴淋板3，噴淋板3連接與其所在側(cè)面相鄰的兩個側(cè)面，噴淋板3上等間距設(shè)置有若干噴水頭4，噴水頭4的噴嘴豎直向上，噴水頭4內(nèi)部的水管連接有設(shè)置在噴淋板3內(nèi)部的主水管，主水管貫穿散熱室側(cè)面連接有進水管5，進水管5連接有微型水栗，微型水栗通過水管連接有冷卻器，散熱室外側(cè)設(shè)置有位于噴淋板3下方的出水管6，出水管6位于進水管5所在側(cè)面的對稱面，出水管6連通散熱室和冷卻器。進風(fēng)管10靠近進水管5所在的側(cè)面，排風(fēng)口 9靠近出水口 6所在的側(cè)面。噴淋板3與散熱板2的夾角為2至5°，噴淋板3靠近進水管5的一端與散熱室底部的距離大于靠近出水管6的一端與散熱室底部的距離。散熱板2與功放模塊7之間設(shè)置有散熱硅膠。主水管由聚合物材料制成。噴嘴上設(shè)置有噴嘴蓋，噴嘴蓋上設(shè)置有若干通孔。進水管5上設(shè)置有球閥。出水管6靠近散熱室底部。使用本裝置時，首先開啟微型水栗，水流從進水管5進入到主水管中，通過噴水頭4噴淋至散熱板2下方，功放模塊7以及其他電子器件上的熱量經(jīng)過散熱板2上方傳至散熱板2下方，水流通過噴淋帶走散熱板2下方的溫度后，落至噴淋板3上，并沿著噴淋板3傾斜的角度流入噴淋板3下方，最后通過出水管6進入到冷卻器中，冷卻器對水流降溫后，水流進入到微型水栗中，并被再次輸送至進水管5中，完成水循環(huán)；當(dāng)功放模塊7上的溫度傳感器監(jiān)測到功放模塊7的工作溫度超過設(shè)定溫度時，將自動開啟散熱風(fēng)扇8進行緊急降溫，留給操作人員足夠的時間加快水循環(huán)速度，從而降低功放模塊7的工作溫度。因為水的吸熱和導(dǎo)熱性能比空氣好很多、以及水冷系統(tǒng)的總散熱面積也要比風(fēng)冷系統(tǒng)大很多，所以水冷方式的降溫效果好，可以使得大功率功放模塊的工作效率得到提高，提升了固態(tài)功率放大器的改進空間。
[0019]以上所述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種強散熱式固態(tài)功率放大器，包括殼體(1)，其特征在于，所述殼體(I)內(nèi)水平設(shè)置有散熱板(2)，所述散熱板(2)將殼體內(nèi)部(I)分為兩部分，散熱板(2)上方為工作室，散熱板(2)下方為散熱室，所述工作室內(nèi)設(shè)置有位于散熱板(2)上的功放模塊(7)，所述功放模塊(7)上設(shè)置有溫度傳感器，功放模塊(7)上方設(shè)置有進風(fēng)管(10)，所述進風(fēng)管(10)正對功放模塊(7)，進風(fēng)管(10)貫穿工作室頂部連接有散熱風(fēng)扇(8)，工作室頂部設(shè)置有若干排風(fēng)口(9)，所述散熱室內(nèi)部的側(cè)面上設(shè)置有噴淋板(3)，所述噴淋板(3)連接與其所在側(cè)面相鄰的兩個側(cè)面，所述噴淋板(3)上等間距設(shè)置有若干噴水頭(4)，所述噴水頭(4)的噴嘴豎直向上，噴水頭(4)內(nèi)部的水管連接有設(shè)置在噴淋板(3)內(nèi)部的主水管，所述主水管貫穿散熱室側(cè)面連接有進水管(5)，所述進水管(5)連接有微型水栗，所述微型水栗通過水管連接有冷卻器，散熱室外側(cè)設(shè)置有位于噴淋板(3)下方的出水管(6)，所述出水管(6)位于進水管(5)所在側(cè)面的對稱面，出水管(6)連通散熱室和冷卻器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強散熱式固態(tài)功率放大器，其特征在于，所述進風(fēng)管(10)靠近進水管(5)所在的側(cè)面，排風(fēng)口(9)靠近出水口(6)所在的側(cè)面。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強散熱式固態(tài)功率放大器，其特征在于，所述噴淋板(3)與散熱板(2)的夾角為2至5°，噴淋板(3)靠近進水管(5)的一端與散熱室底部的距離大于靠近出水管(6)的一端與散熱室底部的距離。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強散熱式固態(tài)功率放大器，其特征在于，所述散熱板(2)與功放模塊(7)之間設(shè)置有散熱硅膠。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強散熱式固態(tài)功率放大器，其特征在于，所述主水管由聚合物材料制成。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強散熱式固態(tài)功率放大器，其特征在于，所述噴嘴上設(shè)置有噴嘴蓋，噴嘴蓋上設(shè)置有若干通孔。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強散熱式固態(tài)功率放大器，其特征在于，所述進水管(5)上設(shè)置有球閥。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強散熱式固態(tài)功率放大器，其特征在于，所述出水管(6)靠近散熱室底部。
【文檔編號】H03F1/30GK105958950SQ201610336508
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】何艷妮, 何定義
【申請人】四川匯英光電科技有限公司