[发明专利]基于均热板的液冷VPX机箱高效散热装置及方法有效
申请号: | 201610586414.6 | 申请日: | 2016-07-22 |
公开(公告)号: | CN106102418B | 公开(公告)日: | 2018-04-03 |
发明(设计)人: | 唐文辉;李维忠 | 申请(专利权)人: | 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 |
主分类号: | H05K7/20 | 分类号: | H05K7/20 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 210003 *** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基于 均热 vpx 机箱 高效 散热 装置 方法 | ||
技术领域
本发明是采用强迫液冷技术、液冷冷板技术和热管技术实现VPX机箱高效散热。
背景技术
目前VPX机箱的散热方法主要有强迫风冷式散热和强迫液冷式散热。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。该散热方法的散热能力受空气流换热系数与换热面积的制约,风机的可靠性和整机环境适应性也有较大局限。在环境噪声要求较高的条件下不适合使用强迫风冷的散热方式。采用强迫液冷方式进行散热的VPX机箱,换热能力较风冷式VPX机箱得到了提高。液冷VPX机箱散热传统的一种方式将VPX板卡安装于及铝板或其他导热系数高的金属板上,将热量传递至侧壁处,侧壁集成冷板功能,能通过冷却液带走热量。另一种方式液冷VPX机箱散热也可以将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板卡的冷板进行热交换。第一种散热方式由于金属板的导热性能限制了VPX板卡散热,无法在高热流密度条件下有效散热。第二种散热方式将冷却液分配至各VPX板卡,这样存在着泄漏的可能,安全性。
均热板的原理为热管技术,其板内为空腔结构,通过蒸发区、冷凝区、工作介质和毛细结构实现热量传递交换。该技术通常应用在电子产品芯片、高热流密度模块上,将芯片等的热量传递至冷端,冷端冷源可以是空气、载冷剂等介质。
本发明提出了一种采用均热板将VPX板卡的热量传导至液冷冷板进行散热的方法。该方法采用高导热系数均热板代替风冷式散热器将VPX板卡热量传导至位于VPX插箱上下位置处的液冷冷板,均热板与液冷冷板通过锁紧装置相接触,均热板将热量传递给冷板,最终由流经冷板内的冷却介质带走热量。本发明既避免了风冷式VPX机箱的缺点,又提高了液冷VPX机箱散热的安全性。
发明内容
本发明提出的基于均热板的液冷VPX插箱高效散热装置及方法,与传统的VPX机箱风冷式和强迫液冷式的散热方式相比较具有较大优势。提高了VPX机箱的散热能力,能够满足高热流密度(200W/cm2以下)的VPX板卡散热需求,单个机箱散热量达1.5kW以上;风冷式VPX机箱由于受散热单元、风冷翅片效率的限制,单个机箱其散热能力不超过1kW,而。强迫液冷式的VPX机箱散热较风冷式有提高,但采用金属板或者冷板等形式对VPX板卡进行散热,其热源热流密度一般不超过100W/cm2,无法满足更高热流密度散热要求。
本发明提出的基于均热板的液冷VPX插箱高效散热装置包括快速接头(1),VPX板卡(2),均热板(4),上液冷板(5),下液冷板(6),锁紧器(7)。其中:VPX板卡(2)紧固于均热板(4)上,VPX板卡(2)的热源接触均热板(4)表面,将热量传导至均热板(4)。上液冷冷板(5)、下液冷冷板(6)开有插槽,安装有VPX板卡(2)的均热板(4)插入插槽与上液冷冷板(5)、下液冷冷板(6)相接触。上下锁紧器(7)安装于均热板(4)侧面,拧紧锁紧器(7)将均热板(4)与上、下液冷冷板间(5)、(6)压紧,通过液冷源的强迫液冷方式将上、下液冷冷板(5)、(6)表面处热量带走。
采用本发明还提出了一种基于均热板的液冷VPX插箱高效散热方法,采用上述的液冷VPX插箱高效散热装置,包括如下步骤:
(1)按照VPX板卡(2)的具体结构外形和热源布置,设计符合散热要求和液冷VPX机箱结构接口的均热板(4),均热板(4)具有散热和作为VPX板卡(2)安装基础的双重功能;
(2)将VPX板卡(2)按照设计好的结构接口安装于均热板(4);
(3)将锁紧器(7)集成安装于均热板(4)上,将安装好VPX板卡(2)的均热板(4)插入液冷VPX机箱插槽;
(4)液冷VPX机箱插槽与上液冷冷板(5)、下液冷冷板(6)集成一体设计,以减少导热热阻,均热板(4)在液冷VPX机箱插槽处与上液冷冷板(5)、下液冷冷板(6)相接触,拧紧锁紧器(7)将均热板(4)与上、下液冷冷板间压紧;
(5)将液冷源与上下液冷冷板的进出水口的快速接头(1)相连接,通过冷板将均热板(4)传递过来的热量带走,实现散热目的。
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