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CN111432611A - 一种具有散热功能的vpx机箱 - Google Patents

一种具有散热功能的vpx机箱 Download PDF

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CN111432611A
CN111432611A CN202010392693.9A CN202010392693A CN111432611A CN 111432611 A CN111432611 A CN 111432611A CN 202010392693 A CN202010392693 A CN 202010392693A CN 111432611 A CN111432611 A CN 111432611A
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thermoelectric power
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CN202010392693.9A
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周朋
王炜发
张云勇
崔海逢
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Seventh Research Institute Of China Electronics Technology Group Corp
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    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20709—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
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  • Thermal Sciences (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种具有散热功能的VPX机箱，包括机壳、VPX板卡插槽，所述的VPX板卡插槽设置在机壳的内部；还包括温差发电芯片、界面导热材料、散热风扇，所述温差发电芯片安装于机壳和VPX板卡插槽之间；所述温差发电芯片的热端与VPX板卡插槽接触，温差发电芯片的冷端与机壳接触，所述风扇安装于机壳与VPX板卡插槽之间；所述界面导热材料填充于温差发电芯片的冷端和机壳之间的接触面、与温差发电芯片的热端和VPX板卡插槽的接触面，以减少导热热阻；所述的温差发电芯片向散热风扇提供电源。本实施例利用温差发电芯片吸收热能，同时利用散热风扇进行散热，在节约能源的同时提高散热效率。

Description

一种具有散热功能的VPX机箱
技术领域
本发明涉及通信技术领域，更具体的，涉及一种具有散热功能的VPX机箱。
背景技术
多协议交换(Versatile Protocol Switch，VPX)是VITA(VME InternationalTrade Association)于2007年在其VME总线并行总线技术基础上提出的新一代高速串行总线标准。VPX总线技术提升了电源供电能力，在VME总线的一个插槽内，使用5V电源只能提供最大90W的功率。而VPX总线仅5V电源就能提供115W功率，12V和48V电源更能提供384W和768W的功率，如此大功率的电源供给，使得VPX子卡可以集成更多的模块，也使得VPX总线架构的散热问题更加严重。
目前，传统的散热方式有以下几种：
1、金属传导散热，依赖VPX机箱与空气对流、辐射散热。这种方式存在散热效率较低的缺点。
2、液冷散热的一种方式是将VPX板卡安装于铝板或其他导热系数较高的金属板上，将热量传递至侧壁处，侧壁集成冷板功能，通过冷却液带走热量。另一种方式是将VPX板安装于水冷板表面，然后通过接口接至液冷管路，直接将冷却液分配至VPX板卡的水冷板进行热交换。这种方式存在散热装置复杂，体积大，成本高，安装维护不方便，容易出现液体泄漏，安全性不高的缺点。
3、强迫风冷的散热方式是采用风机对VPX板卡的风冷散热翅片进行强迫对流，通过空气与翅片的对流换热带走VPX板卡热量。这种方式对于强迫风冷散热方式而言，由于风扇功耗较大，不适合用于对功耗有限制的使用场合，例如飞行器设备、车载设备等。
发明内容
本发明为了解决VPX机箱的散热性差的问题，提供了一种具有散热功能的VPX机箱，其能提高VPX机箱的散热性。
为实现上述本发明目的，采用的技术方案如下：一种具有散热功能的VPX机箱，包括机壳、VPX板卡插槽，所述的VPX板卡插槽设置在机壳的内部；还包括温差发电芯片、界面导热材料、散热风扇，所述温差发电芯片安装于机壳和VPX板卡插槽之间；所述温差发电芯片的热端与VPX板卡插槽接触，温差发电芯片的冷端与机壳接触，所述风扇安装于机壳与VPX板卡插槽之间；所述界面导热材料填充于温差发电芯片的冷端和机壳之间的接触面、与温差发电芯片的热端和VPX板卡插槽的接触面，以减少导热热阻；所述的温差发电芯片将热能转化为电能，并向散热风扇提供电源。
本发明采用温差发电芯片能够将VPX板卡插槽工作时产生的热能转化为电能，并将电能提供给散热风扇进行工作。所述的散热风扇工作后进一步对VPX板卡插槽进行散热，为了增加温差发电芯片与机壳、VPX板卡插槽之间的导热性，在温差发电芯片的冷端和机壳之间的接触面、与温差发电芯片的热端和VPX板卡插槽的接触面填充界面导热材料，以减少导热热阻。
本实施例利用温差发电芯片吸收热能，通过利用散热风扇进行散热，在节约能源的同时提高散热效率。
优选地，所述机壳的内侧表面设有局部凸台，所述的局部凸台的高度与温差发电芯片的厚度寸尺一致，所述的局部凸台与温差发电芯片的冷端接触。
进一步地，所述的机壳的外侧表面设有散热翅片，且所述的散热翅片与所述的局部凸台的位置相对应。
再进一步地，在所述的机壳的底部设有进风口，在所述的机壳的顶部设有出风口，形成一条经过VPX板卡插槽的风道。
再进一步地，所述的界面导热材料采用导热硅胶垫片，所述的导热硅胶垫片的厚度为1-3mm。
再进一步地，所述的界面导热材料采用导热硅脂，其涂覆厚度为0.2-0.4mm。
再进一步地，所述的机壳的两侧均设有把手。
本发明的有益效果如下：
本发明采用温差发电芯片能够将VPX板卡插槽工作时产生的热能转化为电能，并将电能提供给散热风扇进行工作。本实施例利用温差发电芯片吸收热能，通过利用散热风扇进行散热，在节约能源的同时提高散热效率。
附图说明
图1是实施例1所述的具有散热功能的VPX机箱的结构剖视图。
图2是实施例2所述的具有散热功能的VPX机箱的后侧剖视图。
图中，1-机壳、2-散热风扇、3-VPX板卡、4-界面导热材料、5-温差发电芯片、6-VPX板卡插槽、7-进风口、8-把手、9-出风口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做详细描述。
实施例1
如图1、图2所示，一种具有散热功能的VPX机箱，包括机壳1、VPX板卡插槽6，所述的VPX板卡插槽6设置在机壳1的内部；还包括温差发电芯片5、界面导热材料4、散热风扇2，所述温差发电芯片5安装于机壳1和VPX板卡插槽6之间；所述温差发电芯片5的热端与VPX板卡插槽6接触，温差发电芯片5的冷端与机壳1接触，所述散热风扇2安装于机壳1与VPX板卡插槽6之间；所述界面导热材料4填充于温差发电芯片5的冷端和机壳1之间的接触面、与温差发电芯片5的热端和VPX板卡插槽6的接触面，以减少导热热阻；所述的温差发电芯片5将热能转化为电能，并向散热风扇2提供电源。所述的VPX板卡插槽6用于安装VPX板卡3。
本实施例采用温差发电芯片5能够将VPX板卡插槽6工作时产生的热能转化为电能，并将电能提供给散热风扇2进行工作。所述的散热风扇2工作后进一步对VPX板卡插槽6进行散热，为了增加温差发电芯片5与机壳1、VPX板卡插槽6之间的导热性，在温差发电芯片5的冷端和机壳1之间的接触面、与温差发电芯片5的热端和VPX板卡插槽6的接触面填充界面导热材料4，以减少导热热阻。
本实施例利用温差发电芯片5吸收热能，通过利用散热风扇2进行散热，在节约能源的同时提高散热效率。
在一个具体的实施例中，所述机壳1的内侧表面设有局部凸台，所示的局部凸台设置在机壳1的顶部、底部；所述的局部凸台的高度与温差发电芯片5的厚度寸尺一致，能够满足温差发电芯片5的安装需求。所述的局部凸台与温差发电芯片5的冷端接触。
在一个具体的实施例中，所述的机壳1的外侧表面设有散热翅片，且所述的散热翅片与所述的局部凸台的位置相对应，即在机壳1内部的局部凸台对应的机壳外侧设置散热翅片，所述的散热翅片能够满足温差发电芯片的散热需求。本实施例所述的散热翅片为现有的技术内容。
在一个具体的实施例中，在所述的机壳1的底部设有进风口7，在所述的机壳1的顶部设有出风口9，形成一条经过VPX板卡插槽6的风道，在出风口9处设置散热风扇2。在实际应用中，对进风口7、出风口9的位置可以不限制，只要符合风道设计就行。
所述的散热风扇2优选涡轮风扇，涡轮风扇又称离心式风扇，涡轮风扇的气体流向垂直于转轴，因此能够将冷空气从机壳底部的进风口经由vpx板卡，吸至机壳的顶部，从机壳的顶部的出风口排出，构成抽风系统，使用涡轮风扇能够在更小的空间输出更大的风量。在一个具体的实施例中，所述的散热风扇可以使用轴流风扇，冷空气从机壳1的底部的进风口7经由vpx板卡3，吸至VPX机箱的顶部，最好吹向出风口9，从机壳1顶部的出风口9排出，此种情况下，机壳1与VPX板卡插槽6之间的距离相对于使用涡轮风扇的情况而言要大一些。
在一个具体的实施例中，所述的界面导热材料4采用导热硅胶垫片，所述的导热硅胶垫片优选厚度为1-3mm的GPA3000和/或HGD5000导热硅胶垫片。通过长期、大量的试验证明，当选用厚度为1-3mm的GPA3000和/或HGD5000导热硅胶垫片时，挤压接触带来的散热效率最高。
在实施例中，导热硅胶垫片与所述温差发电芯片5挤压接触，且压缩量为20-40％。具体地，本实施例中所述的压缩量为压缩后垫片体积的减少量。当导热非金属垫片压缩量少于20％时，由于导热非金属垫片将发热芯片与局部凸台之间的热阻较大，散热效果相对较差。当压缩量大于40％时，由于压力过大，导热非金属垫片逐渐转换为刚性材料会导致发热芯片受过大压力损坏同时不会增加散热效率。当压缩量为20-40％时散热效果最好、温差发电芯片5的使用安全性最高。
在一个具体的实施例中，所述的界面导热材料4采用导热硅脂，优选KDZ-2和/或RKTL-DRZ-1的导热硅脂，其涂覆厚度为0.2-0.4mm。
在一个具体的实施例中，所述的机壳1的两侧均设有把手8，方便操作VPX机箱。所述的机壳1采用铝合金材质制作而成。
本实施例的工作原理：当VPX板卡3工作发热，达到一定温度时，温差发电芯片5吸收VPX板卡3的热量，实现散热，同时温差发电芯片5能够发电给散热风扇2供电，散热风扇2带动空气从进风口7进入，从出风口9排出，带走机壳内的热空气，实现进一步散热。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具有散热功能的VPX机箱，包括机壳、VPX板卡插槽，所述的VPX板卡插槽设置在机壳的内部；其特征在于：还包括温差发电芯片、界面导热材料、散热风扇，所述温差发电芯片安装于机壳和VPX板卡插槽之间；所述温差发电芯片的热端与VPX板卡插槽接触，温差发电芯片的冷端与机壳接触，所述风扇安装于机壳与VPX板卡插槽之间；所述界面导热材料填充于温差发电芯片的冷端和机壳之间的接触面、与温差发电芯片的热端和VPX板卡插槽的接触面，以减少导热热阻；所述的温差发电芯片将热能转化为电能，并向散热风扇提供电源。
2.根据权利要求1所述的具有散热功能的VPX机箱，其特征在于：所述机壳的内侧表面设有局部凸台，所述的局部凸台的高度与温差发电芯片的厚度寸尺一致，所述的局部凸台与温差发电芯片的冷端接触。
3.根据权利要求2所述的具有散热功能的VPX机箱，其特征在于：所述的机壳的外侧表面设有散热翅片，且所述的散热翅片与所述的局部凸台的位置相对应。
4.根据权利要求3所述的具有散热功能的VPX机箱，其特征在于：在所述的机壳的底部设有进风口，在所述的机壳的顶部设有出风口，形成一条经过VPX板卡插槽的风道。
5.根据权利要求1所述的具有散热功能的VPX机箱，其特征在于：所述的界面导热材料采用导热硅胶垫片，所述的导热硅胶垫片的厚度为1-3mm。
6.根据权利要求1所述的具有散热功能的VPX机箱，其特征在于：所述的界面导热材料采用导热硅脂，其涂覆厚度为0.2-0.4mm。
7.根据权利要求1～6任一项所述的具有散热功能的VPX机箱，其特征在于：所述的机壳的两侧均设有把手。
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