散熱方法、設(shè)備和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文所描述的實(shí)施方式一般涉及一種電流體動(dòng)力學(xué)(EHD)推進(jìn)器，以及一種控制所述EHD推進(jìn)器的氣流產(chǎn)生的方法和一種散熱系統(tǒng)。所述EHD推進(jìn)器用于產(chǎn)生冷卻散熱器的電離化空氣氣流，其中所述EHD推進(jìn)器與所述散熱器之間電絕緣。
【背景技術(shù)】
[0002]目前電信市場(chǎng)上的射頻拉遠(yuǎn)單元(RRU)通過散熱器的自然對(duì)流冷以實(shí)現(xiàn)正常散熱。本文所討論的方案直接結(jié)合RRU的應(yīng)用來進(jìn)行例示。然而這并不限制本文所提供的增強(qiáng)散熱的方案。
[0003]所述散熱器通常連接到對(duì)散熱有至關(guān)重要要求的熱源，比如RRU的功率放大器。所述散熱器通常可以由導(dǎo)熱材料制成，例如由銅、鋁或包含其任意一種或其他導(dǎo)熱材料的合金制成。進(jìn)一步地，為了增加所述散熱器的表面積，所述散熱器可包括散熱器基座和散熱片，從而增加所述散熱器和外部環(huán)境間的接觸面積以供自然對(duì)流。圖9示出了關(guān)于此類之前公認(rèn)的散熱器的任意示例。
[0004]由于無移動(dòng)部件、完全靜音，自然對(duì)流方式散熱既可靠，又無需維護(hù)及耗電且不耗電。
[0005]然而自然對(duì)流方式散熱的缺點(diǎn)在于有限的散熱能力(限制在約20W/L)，從而也限制了RRU的傳輸容量。
[0006]自然對(duì)流方式散熱的另一缺點(diǎn)為:當(dāng)所述RRU應(yīng)用于室內(nèi)時(shí)，即使多數(shù)RRU安裝在室外，通常在較高的位置上比如塔、柱子或建筑物的屋頂或墻壁，自然對(duì)流方式散熱效果也很差。
[0007]此外，所述散熱器的散熱效果與所述散熱器表面積的大小成比例。通常需要將所述RRU和所述散熱器設(shè)計(jì)成緊湊型。
[0008]由于對(duì)無線電信的射頻性能的需求不斷升級(jí)，對(duì)于電信設(shè)備供應(yīng)商，增加所述RRU的射頻能力是一個(gè)非常重要的議題。然而，隨著所述RRU射頻能力的增加，通常所述RRU產(chǎn)生的熱量也會(huì)增加，例如包括其中的功率放大器和其他組件所產(chǎn)生的熱量會(huì)增加，導(dǎo)致對(duì)有效散熱的需求增加。
[0009]所述RRU散熱能力的增加對(duì)支持現(xiàn)代3G、4G和未來5G移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的可靠的擴(kuò)張是非常重要的。
[0010]為了克服這種散熱能力上的限制，可通過采用一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇使空氣在所述散熱器表面間運(yùn)動(dòng)以增加對(duì)流。圖10示出了該公認(rèn)的具有加強(qiáng)版風(fēng)扇對(duì)流的散熱器。
[0011 ]然而，基于傳統(tǒng)風(fēng)扇的散熱系統(tǒng)有許多缺點(diǎn)。
[0012]這種風(fēng)扇散熱解決方案的主要問題在于其可靠性以及風(fēng)扇預(yù)期壽命有限。此外，旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇的軸承壽命有限，這帶來了額外的人工維護(hù)需求。如上所述，RRU通常安裝在較高的位置上比如塔等，導(dǎo)致不便于人們維護(hù)，且耗時(shí)又危險(xiǎn)。
[0013]此外，所述旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇產(chǎn)生氣動(dòng)噪音以及風(fēng)扇本身運(yùn)行的聲音，或多或少可令人感到不快。旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇有時(shí)產(chǎn)生大量低頻噪音，經(jīng)常招致噪音危害投訴。
[0014]萬一風(fēng)扇故障，噪音和/或由所述風(fēng)扇/軸承引起的振動(dòng)可能增加，對(duì)環(huán)境甚至增加更多的噪音污染。進(jìn)一步地，萬一風(fēng)扇故障，由于電扇單元阻礙了所述散熱器的空氣流動(dòng)，自然對(duì)流方式散熱無法得到很好支持。因此電扇故障可導(dǎo)致所述RRU或其部件過熱。
[0015]為了避免或者至少推遲風(fēng)扇故障和由風(fēng)扇故障引起的人工維護(hù)，假如有冗余，可以使用兩個(gè)或者更多風(fēng)扇以冷卻所述散熱器。然而，也會(huì)因此增加生產(chǎn)成本。
[0016]這些風(fēng)扇散熱的嚴(yán)重缺點(diǎn)導(dǎo)致移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商往往越來越偏向自然對(duì)流方式散熱而不是風(fēng)扇散熱以冷卻其射頻拉遠(yuǎn)產(chǎn)品和其他近似產(chǎn)品，即使這限制了通信系統(tǒng)中的傳輸容量。
[0017]針對(duì)這些原因，需要實(shí)現(xiàn)一種散熱或熱量緩和的散熱系統(tǒng)，尤其對(duì)于包括無線設(shè)備/或敏感電子設(shè)備的熱源，該散熱系統(tǒng)具有高可靠性、低噪音等級(jí)、低成本、較少的維護(hù)需求和低自然對(duì)流方式散熱的能源消耗，但具有提升的散熱能力，比如30-40W/L或更多。這種得到改善的散熱系統(tǒng)需要能夠安裝于為風(fēng)扇散熱設(shè)計(jì)的現(xiàn)有散熱器中，從而不必改變或重新設(shè)計(jì)所述散熱器便實(shí)現(xiàn)散熱能力的增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]鑒于此，目的是消除至少一些上述所提到的缺點(diǎn)，并在冷卻散熱器時(shí)提高散熱性會(huì)K。
[0019]根據(jù)第一方面，所述目標(biāo)通過一種電流體動(dòng)力學(xué)(EHD)推進(jìn)器實(shí)現(xiàn)，包括第一套電極、第二套電極和支撐所述第一套電極和所述第二套電極的支撐結(jié)構(gòu)。所述EHD推進(jìn)器用于產(chǎn)生冷卻散熱器的電離化空氣氣流。所述EHD推進(jìn)器與所述散熱器之間電絕緣。
[0020]由于該實(shí)施方式的所述EHD推進(jìn)器不具有移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)部件，實(shí)現(xiàn)了可靠且靜音的散熱機(jī)制以提供散熱器的高散熱能力。通過保持所述EHD推進(jìn)器與所述散熱器之間電絕緣，降低了事故風(fēng)險(xiǎn)。
[0021]根據(jù)所述第一方面，在所述EHD推進(jìn)器的第一種可能的實(shí)施方式中，所述EHD推進(jìn)器可以用于產(chǎn)生流過所述散熱器第一部分的在第一方向上的推動(dòng)氣流和流過所述散熱器第二部分的拉動(dòng)氣流。
[0022]通過將所述EHD推進(jìn)器放置于所述散熱器中的隔斷部分里，防止所述EHD推進(jìn)器意外接觸和所述EHD推進(jìn)器中的電極發(fā)生短路。此外，所述推動(dòng)氣流可朝向所述散熱器散熱需求較大的部分，而所述拉動(dòng)氣流可朝向所述散熱器的無法支持推動(dòng)氣流的部分，因?yàn)樵谒龇较蛏系钠渌M件或設(shè)備可受到由這種推動(dòng)氣流所帶來的熱量的不利影響。
[0023]根據(jù)所述第一方面，或其中所述第一種可能的實(shí)施方式，在所述EHD推進(jìn)器的第二種可能的實(shí)施方式中，基于對(duì)與所述散熱器(101)接觸的熱源溫度，和/或所述散熱器的溫度和/或周圍環(huán)境溫度的估算，調(diào)節(jié)直流(DC)供電電壓，從而使得所述EHD推進(jìn)器的散熱氣流是可調(diào)節(jié)的。
[0024]該實(shí)施方式所產(chǎn)生的散熱氣流的強(qiáng)度和所述EHD推進(jìn)器的散熱效果可以適應(yīng)所述熱源/散熱器的散熱要求。因此，當(dāng)所述熱源/散熱器的散熱要求低時(shí)，即低于預(yù)定義的閾值電壓，可以減少所述EHD推進(jìn)器的能耗。當(dāng)所述熱源/散熱器的估算溫度低于某個(gè)預(yù)定閾值電壓時(shí)，甚至可以完全抑制所述DC供電電壓，由此，當(dāng)所述散熱器可以通過自然對(duì)流方式散熱以啟用冷卻時(shí)，根本不會(huì)消耗能量。
[0025]根據(jù)所述第一方面，或其中前述所描述的可能的實(shí)施方式中的任何一種可能的實(shí)施方式，在所述EHD推進(jìn)器的第三種可能的實(shí)施方式中，所述第一套電極包括一個(gè)電極或多個(gè)平行電極且所述第二套電極包括一個(gè)電極或多個(gè)平行電極，其中所述第一套電極與所述第二套電極平行或垂直放置。
[0026]該實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)在于，例如受安裝所述EHD推進(jìn)器的所述隔斷部分的空間限制時(shí)，或?yàn)榱藵M足高效生產(chǎn)的生產(chǎn)要求時(shí)，所述EHD推進(jìn)器可以采用靈活的實(shí)施方式。
[0027]根據(jù)所述第一方面，或其中前述的可能的實(shí)施方式中的任何一種可能的實(shí)施方式，在所述EHD推進(jìn)器的第四種可能的實(shí)施方式中，所述第一套電極或所述第二套電極中的任一電極可由金屬制成或由金屬化表層所覆蓋的介電材料例如塑料制成。
[0028]通過使用金屬化表層來覆蓋由介電材料，比如塑料，制成的柵來生產(chǎn)任何、一些或所有包括于所述第一和/或第二套電極中的電極，其優(yōu)點(diǎn)在于可減少生產(chǎn)成本;可減少所述EHD推進(jìn)器的重量同時(shí)提高耐腐特性。
[0029]根據(jù)所述第一方面，或其中前述的可能的實(shí)施方式中的任何一種可能的實(shí)施方式，在所述EHD推進(jìn)器的第五種可能的實(shí)施方式中，所述第一套電極可包括至少一個(gè)線形電極。
[0030]該實(shí)施方式的提高了作為離子發(fā)生器的包括于所述第一套電極中的所述線形電極的電暈放電能力，進(jìn)而提高了所述EHD推進(jìn)器的氣流產(chǎn)生。
[0031]根據(jù)所述第一方面，或其中前述的可能的實(shí)施方式中的任何一種可能的實(shí)施方式，在所述EHD推進(jìn)器的第六種可能的實(shí)施方式中，所述第二套電極可包括至少一個(gè)與所述第一套電極平行放置的線形電極。
[0032]該實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)在于甚至可進(jìn)一步提高所述EHD推進(jìn)器的電暈放電能力和容量，進(jìn)而提高了所述EHD推進(jìn)器的氣流產(chǎn)生。
[0033]根據(jù)所述第一方面，或其中前述的可能的實(shí)施方式中的任何一種可能的實(shí)施方式，在所述EHD推進(jìn)器的第七種可能的實(shí)施方式中，所述第二套電極可包括至少一個(gè)與所述第一套電極平行放置的的柵形電極。
[0034]該實(shí)施方式的優(yōu)勢(shì)包括可以允許所述EHD推進(jìn)器的靈活的實(shí)施方式。
[0035]根據(jù)所述第一方面，或其中前述的可能的實(shí)施方式中的任何一種可能的實(shí)施方式，在所述EHD推進(jìn)器的第八種可能的實(shí)施方式中，所述第一套電極可包括至少一個(gè)在所述至少一個(gè)電極的邊緣處具有至少一個(gè)指向所述第二套電極的針狀突起的電極。
[0036]該實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)在于通過所述至少一個(gè)針狀突起甚至可以進(jìn)一步提高所述第一套電極中的所述線形電極的電暈放電能力，進(jìn)而提高了所述EHD推進(jìn)器的氣流產(chǎn)生。
[0037]根據(jù)所述第八種可能的實(shí)施方式，在所述EHD推進(jìn)器的第九種可能的實(shí)施方式中，所述第一套電極中的所述至少一個(gè)電極的至少一個(gè)針狀突起相對(duì)于所述第二套電極在所產(chǎn)生所述推動(dòng)氣流的所述第一方向上存在移位。
[0038]該實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)在于甚至還可提高所述EHD推進(jìn)器的電暈放電能力和容量，進(jìn)而提高了所述EHD推進(jìn)器的氣流產(chǎn)生。
[0039]根據(jù)所述第一方面，或其中前述的可能的實(shí)施方式中的任何一種可能的實(shí)施方式，在所述EHD推進(jìn)器的第十種可能的實(shí)施方式中，所述第二套電極可包括至少一個(gè)與所述第一套電極垂直放置的柵形電極。
[0040]該實(shí)施方式提供了靈活的實(shí)施方式。
[0041 ]根據(jù)所述第一方面，或其中前述的可能的實(shí)施方式中的任何一種可能的實(shí)施方式，在所述EHD推進(jìn)器的第十一種可能的實(shí)施方式中，所述第二套電極可包括至少一個(gè)與所述第一套電極垂直放置的線形電極。
[0042]該實(shí)施方式提供了靈活的實(shí)施方式。
[0043]根據(jù)所述第一方面，或其中前述的可能的實(shí)施方式中的任何一種可能的實(shí)施方式，在所述EHD推進(jìn)器的第十二種可能的實(shí)施方式中，所述支撐結(jié)構(gòu)可在朝向所述散熱器的所述第一部分的所述第一方向上是開放的，且也可在朝向所述散熱器的所述第二部分的第二方向上是開放的，以在所述EHD推進(jìn)器關(guān)閉時(shí)啟用所述散熱器的自然對(duì)流方式散熱。
[0044]根據(jù)該實(shí)施方式，當(dāng)所述散熱器的自然對(duì)流方式散熱可以滿足所述散熱器散熱要求時(shí)，可將所述EHD推進(jìn)器關(guān)閉，既節(jié)能又省錢。
[0045]根據(jù)所述第一方面，或其中前述的可能的實(shí)施方式中的任何一種可能的實(shí)施方式，在所述EHD推進(jìn)器的第十三種可能的實(shí)施方式中，所述第一套電極可連接至負(fù)電壓且所述第二套電極可連接至正電壓或接地;或者所述第一套電極可連接至正電壓且所述第二套電極可連接至負(fù)電壓或接地。
[0046]該實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)在于甚至還可提高所述EHD推進(jìn)器的電暈放電能力和容量，進(jìn)而提高了所述EHD推進(jìn)器的氣流產(chǎn)生，同時(shí)允許靈活的實(shí)施方式。
[0047]根據(jù)所述第一方面，或其中前述的可能的實(shí)施方式中的任何一種可能的實(shí)施方式，在所述EHD推進(jìn)器的第十四種可能的實(shí)施方式中，所述第二套電極可電力接地且屬于所述散熱器。
[0048]這些實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)為在一些實(shí)施方式中，可能出于安全原因/法規(guī)原因所述散熱器需要接地，降低了事故的風(fēng)險(xiǎn)。
[0049]根據(jù)所述第一方面，或其中前述的可能的實(shí)施方式中的任何一種可能的實(shí)施方式，在所述EHD推進(jìn)器的第十五種可能的實(shí)施方式中，所述支撐結(jié)構(gòu)與所述第一和第二套電極之間可為電絕緣且可采用金屬化以防止附近的金屬設(shè)備受到電磁干擾。
[0050]這些實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)為在一些實(shí)施方式中，可能出于安全原因/法規(guī)原因需要所述散熱器接地，降低了事故的風(fēng)險(xiǎn)。
[0051 ]根據(jù)所述第一方面，或其中前述的可能的實(shí)施方式中的任何一種可能的實(shí)施方式，在所述EHD推進(jìn)器的第十六種可能的實(shí)施方式中，所述支撐結(jié)構(gòu)可包括至少一個(gè)能夠罩住所述第一套電極和/或所述第二套電極的柵格，