[實用新型]一種發射機功放單元冷卻系統

有效

• 申請號: 201720024543.6
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN206314168U
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 王偉;黎漢華;曹振東
• 申請（專利權）人: 廣東合一新材料研究院有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20;H05K5/06
• 代理公司: 北京精金石專利代理事務所(普通合伙)11470
• 代理人: 劉曄

技術領域

本實用新型涉及電子器件的散熱冷卻技術領域，具體涉及一種發射機功放單元冷卻系統。

背景技術

全固態發射機進入世界市場已有多年歷史,它以壽命長、維護量小、工作穩定可靠而獲得用戶的青睞。但發射機的功放芯片功耗非常大，對冷卻系統要求較高。發射機功放單元的冷卻系統目前主要采用兩種方式:傳統的風冷和水冷基板散熱器冷卻。

采用風冷方式的發射機冷卻系統經濟實用,在環境較好的地區使用可靠性高,但風冷方式有其固有的缺點——(1)噪聲大，尤其是大功率風機在運行時和氣流通過功放單元時都會產生較大的噪聲；(2)對濾塵系統要求高，風冷方式發射機對機房空氣潔凈度要求較高，否則功放單元的通風道很容易堵；(3)對環境溫度要求高，風冷方式的環境溫度會直接影響到發射機的輸出功率，在一些高溫地區或夏天高溫時間，都得采用各種方法和措施來降低環境的溫度(加空調等)來保持發射機處于恒溫工作狀態；(4)風冷發射機由于風道的設計會占用機內的大量空間，一般體積都會很大，并且空氣中含水量大的地區會造成機內通風道的腐蝕，高原地區會因為空氣稀薄而導致散熱效果差。

采用水冷基板散熱器冷卻的發射機相對風冷有很多優點，體積小、噪音低；散熱效率高，適合于大功率發射機。水冷基板散熱是將工作電路的多路功放模塊放置在散熱板上，散熱板內設有封閉冷卻管道；冷卻管道與外界一個液體循環裝置相通；通過泵產生的動力，推動密閉系統中的液體循環，將散熱器吸收的功放芯片產生的熱量帶到面積更大的散熱裝置，進行散熱。冷卻后的液體再次回流到吸熱設備，如此循環往復。這種水冷基板散熱器存在以下缺點：(1)漏液，一旦漏液將會導致停機；(2)容易在水冷基板內產生水垢，一旦水垢形成將會大幅降低導熱系數，影響散熱；(3)隨著功放芯片的功率密度不斷增加，水冷基板散熱器終將無法滿足散熱需求。

實用新型內容

針對現有技術的不足，本實用新型提出了一種發射機功放單元冷卻系統，本發射機功放單元冷卻系統將功放芯片安裝在基板上，再裝配到一個密封箱體內，箱體頂部為噴淋裝置，將絕緣冷卻油直接噴淋在功放芯片及其它散熱器件上，功放單元采用全封閉結構設計、體積小、噪音低，功放芯片除了底部與基板良好接觸散熱外，芯片頂部受絕緣油噴淋冷卻，大大提高了散熱效率。

為實現上述技術方案，本實用新型提供了一種發射機功放單元冷卻系統，包括：箱體，所述箱體的頂部敞開；固定在箱體頂部的噴淋盒，所述噴淋盒的底面設置有多個噴淋孔；設置在噴淋盒后側面的進液管；固定在箱體內部的基板；安裝在基板上的功放芯片；設置在箱體后側面的出液管，所述出液管通過管道連接到風冷冷卻器，所述風冷冷卻器的出口端通過管道連接到儲液箱，所述儲液箱的出口端通過循環泵連接到進液管。

在上述技術方案中，功放芯片裝在基板上，基板通過結構件與箱體連接，進行散熱工序時，循環泵打開，將儲液箱內的液體工質從進液管高壓輸送至噴淋盒內，并從噴淋盒底面設置的多個噴淋孔均勻噴出，直接噴附在功放芯片表面，液體工質在重力作用下流經功放芯片表面，吸收功放芯片工作產生的熱量后，集中至箱體底部，并從出液管流出，將功放芯片以及其它電子元器件產生的熱量通過液體工質帶走，吸熱后的液體工質被輸送至風冷冷卻器，風冷冷卻器對液體工質進行降溫后重新輸送至儲液箱，如此實現了絕緣冷卻油的循環使用，而且由于絕緣冷卻油的比熱容大于空氣，相同條件下液冷的散熱效率明顯高于空氣冷卻，并且絕緣冷卻油與芯片等發熱元件直接接觸，增大接觸面積，降低接觸熱阻，散熱效率明顯提高。

優選的，所述箱體的后側面上還設置有信號接口和電源接口，所述信號接口、電源接口、噴淋盒與箱體對接處使用密封膠墊密封，信號接口和電源接口實現功放的信號輸出和電源輸入，為了防止漏液，信號接口、電源接口與箱體對接處需要使用密封膠墊密封。

優選的，所述儲液箱與循環泵連接的管道上還設置有過濾器。過濾器可以去除絕緣冷卻油在循環過程中可能帶入的雜質，防止雜質在功放芯片上產生沉積，影響功放的正常使用。

本實用新型提供的一種發射機功放單元冷卻系統的有益效果在于：

(1)本發射機功放單元冷卻系統將功放芯片安裝在基板上，再裝配到一個密封箱體內，箱體頂部為噴淋裝置，將絕緣冷卻油直接噴淋在功放芯片及其它散熱器件上，功放單元采用全封閉結構設計、體積小、噪音低，功放芯片除了底部與基板良好接觸散熱外，芯片頂部受絕緣油噴淋冷卻，由于絕緣冷卻油的比熱容大于空氣，相同條件下液冷的散熱效率明顯高于空氣冷卻，并且絕緣冷卻油工質與芯片等發熱元件直接接觸，增大接觸面積，降低接觸熱阻，散熱效率明顯提高；