РАДИОЭЛЕКТРОННЫЙ БЛОК

Полезная модель относится к радиоэлектронике, в частности к устройствам, рассеивающим тепло от теплонагруженных элементов электронных блоков, эксплуатирующихся в сложных условиях, установленных на амортизаторах и подвергающихся различным климатическим воздействиям.
Общеизвестна конструкция радиоэлектронных блоков, обеспечивающая охлаждение теплонагруженных компонентов, которая состоит из набора радиаторов, сопряженных с вентиляторами. Основными недостатками такого охлаждения являются повышенный шум и низкая надежность, связанная с ограниченным сроком службы вентиляторов, при этом условия эксплуатации рассматриваются как стационарные. В случае присутствия постоянных вибрационных нагрузок, запыления или влияния метеофакторов такие системы не приемлемы.
Известна пассивная система охлаждения (RU 2604825, опубл. 10.12.2016, МПК G06F 1/20, H05K 7/20) радиоэлементов в электронных блоках, выбранная в качестве аналога, содержащая тепловыделяющие радиоэлементы, поверхности которых через тепловые интерфейсы сопряжены с зонами испарения тепловых труб. В системе обеспечен непосредственный контакт тепловыделяющих радиоэлементов с тепловыми трубами через их торцы, при этом трубы выведены в противоположные стороны за пределы радиоэлектронного корпуса, спаяны с пластинами радиатора и жестко связанными между собой ограничителями.
Недостатками такой конструкции являются ее технологическая сложность и массивность (габаритные размеры), для обеспечения задачу стабильности отведения тепла эффективность системы избыточна, решение ориентировано на наличие свободного пространства вокруг электронного блока.
Известен электронный блок с воздушным охлаждением (RU 2569492, опубл. 27.11.2015, МПК H05K 7/20), выбранный в качестве прототипа, содержащий систему охлаждения корпуса, образованную входным отверстием на задней стенке, выходными отверстиями на лицевой панели, нижней крышкой, внутренними и внешними левой боковой, правой боковой, а также задней стенками, верхними внутренней и внешней крышками, выполненными с возможностью прохождения между внутренними и внешними стенками и крышками охлаждающего потока воздуха, причем боковые внутренние стенки выполнены в виде радиаторов, внутри корпуса установлен, по крайней мере, один функционально скомпонованный тепловыделяющий элемент, внутри корпуса которого параллельно задней стенке размещена средняя стенка с рассекателем, установленная с возможностью образования основного отсека и отсека воздухораспределения, во внутренних боковых стенках и внутренней верхней крышке которого выполнены дополнительные входные отверстия, при этом тепловыделяющий элемент в виде радиоэлектронного модуля, включающего печатную плату с электрорадиоизделиями, установленную на радиатор, закрытый крышкой модуля с отверстиями, с возможностью образования внутреннего канала охлаждения, размещен внутри основного отсека параллельно средней стенке и закреплен на внутренних боковых стенках корпуса посредством клинового механизма, обеспечивающего плотное прилегание боковых и верхней торцевых контактных поверхностей радиатора к поверхностям внутренних боковых стенок и верхней крышки корпуса, с возможностью осуществления конвективного отвода тепла через внутренний канал охлаждения и кондуктивного отвода тепла на стенки корпуса, при этом внутренняя верхняя крышка выполнена с возможностью образования с внешней верхней крышкой посредством перегородки двух отсеков, содержащих переходные входные и выходные отверстия, размещенные соосно с отверстиями в крышке модуля.
Недостатком прототипа являются ее чувствительность к чистоте воздуха, в части наличия в нем пыли, твердых частиц и т.п., что обеспечивает загрязнение расположенных внутри корпуса радиоэлементов, при этом это решение также предполагает свободный доступ воздуха снизу электронного блока.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение стабильности отведения тепла в условиях запыленности и затрудненного доступа воздуха снизу радиоэлектронного блока.
Технический результат достигается тем, что радиоэлектронный блок содержит корпус, состоящий из боковых стенок, основания и верхней крышки, внутри которого установлен, по крайней мере, один функционально скомпонованный тепловыделяющий элемент, при этом, по меньшей мере, в двух боковых стенках выполнены сквозные отверстия, корпус содержит амортизирующие опоры, обеспечивающие перемещение радиоэлектронного блока в вертикальном направлении и изменение величины зазора между основанием корпуса и поверхностью установки радиоэлектронного блока, на внешней поверхности основании корпуса выполнено оребрение в виде выступов, причем высота выступов оребрения в центральной части основания меньше высоты выступов оребрения по периметру основания, боковые стенки корпуса выполнены выступающими ниже уровня внешней поверхности основания на величину выступов оребрения, расположенных по периметру основания, сквозные отверстия выполнены в боковых стенках ниже уровня внешней поверхности основания и соединяют окружающее пространство радиоэлектронного блока и внутренне пространство, образованное оребрением основания.
Сущность полезной модели поясняется чертежами:
фиг. 1 - общий вид радиоэлектронного блока (сверху);
фиг. 2 - общий вид радиоэлектронного блока (снизу);
фиг. 3 - установка радиоэлектронного блока на поверхность.
На фиг. 1-3 представлены следующие позиции:
1 - корпус,
2 - боковые стенки,
3 - основание,
4 - верхняя крышка
5 - тепловыделяющий элемент,
6 - оребрение,
7 - центральная часть основания,
8 - периметр основания,
9 - уровень внешней поверхности основания
10 - сквозные отверстия,
11 - амортизирующие опоры,
12 - поверхность установки радиоэлектронного блока,
13 - зазор,
14 - пространство, образованное оребрением основания.
Радиоэлектронный блок содержит корпус 1 (фиг. 1), состоящий из боковых стенок 2, основания 3 (фиг. 2) и верхней крышки 4. Тепловыделяющий элемент 5 (фиг. 3) установлен внутри корпуса 1. На внешней стороне основания 3 корпуса 1 выполнено оребрение 6 в виде выступов, причем высота выступов оребрения 6 в центральной части 7 внешней поверхности основания 3 меньше высоты выступов оребрения 6 по периметру 8 внешней поверхности основания 3. Боковые стенки 2 корпуса выполнены выступающими ниже уровня 9 внешней поверхности основания на величину выступов оребрения 6, расположенных по периметру основания 3. В боковых стенках 2 ниже уровня 9 внешней поверхности основания 3 выполнены сквозные отверстия 10. Корпус 1 зафиксирован с использованием амортизирующих опор И к поверхности установки 12 радиоэлектронного блока с зазором 13. Сквозные отверстия 10 соединяют окружающее пространство с пространством 14, образованным оребрением 6.
Полезная модель работает следующим образом. Тепловая энергия от тепловыделяющего элемента 5 передается основанию 3 и растекается по боковым стенкам 2 и верхней крышке 4, рассеиваясь в окружающее пространство (фиг. 3). На внешней поверхности основания 3 выполнено оребрение 6, неглубокое в центральной части 7 основания 3, что обеспечивает достаточную толщину основания для эффективного отведения тепла от тепловыделяющего элемента 5, и более глубокое по периметру 8 основания 3 для увеличения площади поверхности корпуса и соответственно для обеспечения отведения тепла в окружающее пространство. Нагретый воздух из пространства 14, образованного оребрением основания 3, через сквозные отверстия 10 в боковых стенках 2 и зазор 13 поступает во внешнюю среду, обеспечивая отведение тепла. Однако по причине близкого расположения радиоэлектронного блока к поверхности установки 12 с зазором 13 естественная конвекция воздуха затруднена. Дополнительная активизация воздушной конвекции обеспечивается установкой корпуса 1 на амортизирующих опорах 11, которые под действием внешней вибрации перемещают радиоэлектронный блок вверх или вниз, что в свою очередь обеспечивает изменение воздушного объема между основанием 3 и поверхностью установки 12 радиоэлектронного блока за счет вытеснения нагретого воздуха из зазора 13 и втягивания холодного воздуха. Сквозные отверстия в боковых стенках 2 и разнонаправленное оребрение внешней поверхности основания обеспечивает более интенсивное перемешивание воздуха, что обеспечивает стабильное теплоотведение и рассеивание тепловой энергии от тепловыделяющего элемента 5 в окружающую среду, в том числе за счет движения нагретого воздуха через сквозные отверстия 10 в боковых стенках 2 и зазор 13.
Технический результат достигается за счет согласования хода амортизатора и величины зазора между корпусом радиоэлектронного блока и поверхностью установки радиоэлектронного блока, что позволяет включить в процесс охлаждения внешний воздействующий фактор - вибрацию.
Наиболее эффективно такое решение при запыленности окружающего воздуха и затрудненного доступа воздуха снизу радиоэлектронного блока.
В уровне техники не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленной полезной модели.
Предлагаемая полезная модель технически осуществима и промышленно реализуема на приборостроительном предприятии, проведенные испытания подтверждают достижение заявленного технического результата.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что предлагаемое техническое решение соответствует условиям патентоспособности полезной модели, а именно оно является новым и промышленно применимым.