Радиаторное устройство

Изобретение относится к области электроники, а именно к отводу тепла, и может быть использовано в комплексе бортового оборудования летательных аппаратов для решения задач повышения эффективности теплоотвода и защиты от электромагнитных помех. Технический результат - создание высокоэффективного теплоотводящего радиатора и защита от электромагнитных помех. Достигается тем, что радиаторное устройство, находящееся в контакте с теплонагруженным элементом, содержит множество листообразных радиаторных пластин, каждая из которых имеет теплопоглощающую часть, контактирующую с поверхностью теплонагруженного элемента, и теплоотдающую часть, являющуюся продолжением теплопоглощающей части, причем множество радиаторных пластин расположены в виде стопы, в которой теплопоглощающая часть пластин формирует центр стопы радиаторных пластин, и пару сжимающих блоков, расположенных между теплопоглощающими частями стопы радиаторных пластин и сжимающих теплопоглощающие части пластин, причем теплоотводящие части пластин формируются таким образом, что после формирования пластин образуется конструкция, в которой теплоотдающие части пластин параллельны между собой, а теплопоглощающие части образуют замкнутое со всех сторон пространство, в котором расположен теплонагруженный элемент, причем пластины имеют токопроводящее покрытие. Радиаторное устройство дополнительно снабжено вентилятором, установленным таким образом, что воздушные потоки проходят сквозь параллельные радиаторные пластины. Кроме этого, радиаторное устройство находится в электрическом контакте с контактной площадкой печатной платы, образуя единый контур заземления. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области электроники, а именно к отводу тепла, и может быть использовано в комплексе бортового оборудования летательных аппаратов для решения задач повышения эффективности теплоотвода и защиты от электромагнитных помех.

Известно техническое решение («Отвод тепла в полупроводниковых приборах» Аксенов А.И., Глушкова Д.Н., Иванов В.И. Изд. «Энергия», 1971. стр.142-144, рис.7.9), где применяется радиаторное устройство для отвода тепла путем склеивания высокотемпературным клеем набора штампованных из листового материала пластин.

Недостатком такого радиаторного устройства является увеличение теплового сопротивления в местах стыка пластин и отвод тепла только с одной стороны теплонагруженного элемента, что приводит к неравномерному охлаждению элемента.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является радиаторное устройство (патент России № 2251827, Н05К 7/20, опубл. 20.06.2004, «ЗАЛМАН ТЕК КО., ЛТД» (KR)) для поглощения тепла, выделяемого от источника тепла, причем радиатор находится в контакте с этим источником тепла и отдает поглощенное тепло в воздух. При этом радиатор содержит множество листообразных радиаторных пластин, каждая из которых имеет теплопоглощающую часть, находящуюся в контакте с верхней поверхностью источника тепла и, по существу, расположенную перпендикулярно этой поверхности, и теплоотдающую часть, продолжающуюся от теплопоглощающей части. В этой конструкции множество радиаторных пластин расположены в стопе для формирования стопы радиаторных пластин, теплопоглощающая часть формирует центр стопы радиаторных пластин. Пара сжимающих блоков расположена между теплопоглощающими частями стопы радиаторных пластин и сжимает теплопоглощающие части, при этом каждая из радиаторных пластин имеет, по меньшей мере, одну загнутую часть, которая позволяет распределять в радиальном направлении индивидуальные радиаторные пластины под воздействием силы, прикладываемой к загнутым частям, когда радиаторные пластины плотно сжаты парой сжимающих блоков, придавая радиатору форму столбика с эллиптическим основанием.

Недостатком данного радиаторного устройства является недостаточная эффективность теплоотвода, вызванная тем, что радиатор находится в контакте только с одной поверхностью - верхней поверхностью источника тепла, что приводит к неравномерному охлаждению теплонагруженного элемента, и не предусмотрена защита от электромагнитных помех теплонагруженного элемента.

Техническим результатом изобретения является создание высокоэффективного теплоотводящего радиатора и защита от электромагнитных помех.

Технический результат достигается тем, что радиаторное устройство, находящееся в контакте с теплонагруженным элементом, содержащее множество листообразных радиаторных пластин, каждая из которых имеет теплопоглощающую часть, контактирующую с поверхностью теплонагруженного элемента, и теплоотдающую часть, являющуюся продолжением теплопоглощающей части, причем множество радиаторных пластин расположены в виде стопы, в которой теплопоглощающая часть пластин формирует центр стопы радиаторных пластин, и пару сжимающих блоков, расположенных между теплопоглощающими частями стопы радиаторных пластин и сжимающих теплопоглощающие части пластин, причем теплоотводящие части пластин формируются таким образом, что после формирования пластин образуется конструкция, в которой теплоотдающие части пластин параллельны между собой, а теплопоглощающие части образуют замкнутое со всех сторон пространство, в котором расположен теплонагруженный элемент, причем пластины имеют токопроводящее покрытие.

Радиаторное устройство дополнительно снабжено вентилятором, установленным таким образом, что воздушные потоки проходят сквозь параллельные радиаторные пластины.

Кроме этого, радиаторное устройство находится в электрическом контакте с контактной площадкой печатной платы, образуя единый контур заземления.

Сущность изобретения заключается в том, что в отличие от прототипа, где у радиаторного устройства теплопоглощающая часть находится в контакте только с одной поверхностью теплонагруженного элемента и расположена перпендикулярно этой поверхности для поглощения тепла от теплонагруженного элемента, в предложенном техническом решении для поглощения тепла, выделяемого от теплонагруженного элемента, радиаторное устройство находится в контакте с этим элементом и отдает поглощенное тепло в воздух, при этом радиаторное устройство состоит из множества листообразных радиаторных пластин, каждая из которых имеет теплопоглощающую часть, находящуюся в контакте с поверхностью теплонагруженного элемента, и теплоотдающую часть, продолжающуюся от теплопоглощающей части, для отдачи поглощенного тепла в окружающую среду, причем радиаторные пластины расположены в виде стопы, центр которой сформирован теплопоглощающей частью радиаторных пластин, и пару сжимающих блоков, расположенных между теплопоглощающими частями стопы радиаторных пластин и сжимающих теплопоглощающие части, которые образуют замкнутую со всех сторон теплонагруженного элемента конструкцию. Замкнутая поверхность увеличивает площадь контакта с поверхностью теплонагруженного элемента, тем самым увеличивается эффективность теплоотвода.

В отличие от прототипа, где у радиаторного устройства пластины имеют, по меньшей мере, одну загнутую часть, которая позволяет распределять в радиальном направлении индивидуальные радиаторные пластины под воздействием силы, прикладываемой к загнутой части, когда радиаторные пластины плотно сжаты парой сжимающих блоков, придавая радиатору форму столбика с эллиптическим основанием, в предложенном радиаторном устройстве в теплоотводящей части пластины формируются определенным образом и после формирования пластин образуется конструкция, где теплоотдающие части пластин параллельны между собой, что позволяет повысить эффективность теплоотвода.

В отличие от прототипа, где защита от электромагнитных помех не предусмотрена, в предложенном радиаторном устройстве предусмотрено и осуществляется экранирование теплонагруженного элемента от электромагнитных помех путем применения токопроводящего покрытия, нанесенного на каждую пластину с образованием экранирующей оболочки.

В отличие от прототипа радиаторное устройство дополнительно снабжено вентилятором, установленным таким образом, что воздушные потоки проходят сквозь параллельные радиаторные пластины.

В отличие от прототипа радиаторное устройство находится в электрическом контакте с контактной площадкой печатной платы, образуя единый контур заземления.

На предлагаемых чертежах представлено радиаторное устройство:

фиг.1 - радиаторное устройство в изометрии (показано два дополнительных вида и детали сжимающих блоков);

фиг.2 - поперечный разрез радиаторного устройства;

фиг.3 - радиаторное устройство с вентилятором в изометрии;

фиг.4 - фрагмент радиаторного устройства (радиаторные пластины условно не показаны), где:

1 - радиаторная пластина;

2 - стопа пластин;

3 - теплопоглощающая часть пластины;

4 - центр стопы радиаторных пластин;

5 - сжимающие блоки;

6 - теплоотдающая часть пластины;

7 - теплонагруженный элемент;

8 - токопроводящее покрытие пластины;

9 - окно в печатной плате;

10 - печатная плата;

11 - крепежные отверстия сжимающих блоков;

12 - крепежные элементы сжимающих блоков;

13 - вентилятор;

14 - контактная площадка на печатной плате (полигон);

15 - выводы теплонагруженного элемента;

16 - контактные площадки для распайки выводов теплонагруженного элемента;

17 - печатные дорожки;

18 - сквозные металлизированные отверстия.

Радиаторное устройство представляет собой конструкцию в виде множества радиаторных пластин 1 (фиг.1-3), которые размещены в стопу 2, образуя конструкцию Ж-образной формы. Для формирования стопы 2 радиаторных пластин 1 теплопоглощающая часть 3 (фиг.2) формирует центр 4 стопы радиаторных пластин 1 (фиг.1-3). Пара сжимающих блоков 5 расположена между теплопоглощающими частями 3 (фиг.2) стопы 2 (фиг.1-3) радиаторных пластин 1 и сжимает теплопоглощающие части 3 (фиг.2).

Теплопоглощающие части 3 пластин 1 (фиг.1-3) образуют замкнутое пространство вокруг теплонагруженного элемента 7 (фиг.2, 4) причем теплоотдающие части 6 (фиг.1-3) пластин 1 параллельны между собой и формируются определенным образом, например, ступенчатой формы, причем формируются, например, штамповкой до установки в стопу 2. Радиаторные пластины 1 имеют токопроводящее покрытие 9 (фиг.2, 4).

Для улучшения соприкосновения теплонагруженного элемента 7 с теплоотдающей частью 5 (фиг.1-3) пластины 1 используется клей-герметик, например, Эластосил 137-182 ТУ6-02-1-015-89. Теплонагруженный элемент 7 (фиг.2, 4) расположен в окне 9 печатной платы 10 (фиг.1-4) и зафиксирован в печатной плате 10 клеем. Теплонагруженный элемент 7 (фиг.2, 4) расположен симметрично относительно печатной платы 10 (фиг.1-4). Сжимающие блоки 5 (фиг.1-3) имеют крепежные отверстия 11 (фиг.1), причем на одном блоке 5 (фиг.1-3) имеются резьбовые отверстия для стягивания крепежными элементами 12. Для более эффективного теплоотвода дополнительно применяется вентилятор 13 (фиг.3), установленный таким образом, что воздушные потоки проходят сквозь параллельные радиаторные пластины 1 (фиг.1-3).

Радиаторные пластины 1 находятся в электрическом контакте как между собой, так и с контактной площадкой (полигоном) 14 (фиг.4), расположенной по периметру окна 9 (фиг.2, 4) печатной платы с обеих сторон печатной платы 10 (фиг.1-4), и являются составной частью контура заземления, образуя тем самым единый контур заземления. При этом выводы 15 (фиг.4) теплонагруженного элемента 7 (фиг.2, 4) припаиваются на соответствующие контактные площадки 16 (фиг.4) платы 10 (фиг.1-4), далее проходят печатные дорожки 17 (фиг.4) и через сквозные металлизированные отверстия 18 выводятся во внутренние слои многослойной печатной платы 10 (фиг.1-4).

Из вышеизложенного следует, что данное устройство промышленно применимо и решает поставленную техническую задачу: повышает эффективность теплоотвода и обеспечивает защиту от электромагнитных помех.

1. Радиаторное устройство, находящееся в контакте с теплонагруженным элементом, содержащее множество листообразных радиаторных пластин, каждая из которых имеет теплопоглощающую часть, контактирующую с поверхностью теплонагруженного элемента, и теплоотдающую часть, являющуюся продолжением теплопоглощающей части, причем множество радиаторных пластин расположены в виде стопы, в которой теплопоглощающая часть пластин формирует центр стопы радиаторных пластин, и пару сжимающих блоков, расположенных между теплопоглощающими частями стопы радиаторных пластин и сжимающих теплопоглощающие части пластин, отличающееся тем, что теплоотводящие части пластин формируются таким образом, что после формирования пластин образуется конструкция, в которой теплоотдающие части пластин параллельны между собой, а теплопоглощающие части образуют замкнутое со всех сторон пространство, в котором расположен теплонагруженный элемент, причем пластины имеют токопроводящее покрытие.

2. Радиаторное устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено вентилятором, установленным таким образом, что воздушные потоки проходят сквозь параллельные радиаторные пластины.

3. Радиаторное устройство по п.1, отличающееся тем, что радиаторные пластины находятся в электрическом контакте с контактной площадкой печатной платы, образуя единый контур заземления.