一种PCIE接口专网模块的散热装置及实现方法

技术领域

本发明涉及电子电路领域，具体来说，涉及一种PCIE接口专网模块的散热装置及实现方法，用于LTE通信系统中，解决LTE通信系统核心部件LTE模块的散热问题。

背景技术

现代地铁无线通信广泛采用基于Mini PCI Express接口（即PCIE接口）的专网模块，可以实现多模无线上网，实现移动设备与地面的数字通信。基于Mini PCI Express接口的专网模块具有强大的功能，元器件密度很高，发热量较大，如果不能很好解决散热问题，将影响模块的工作性能，甚至造成模块因温升过高而停止工作，因此解决其散热问题非常重要。

现在对于这种模块普遍采用的散热措施是自然对流散热或安装简易的散热器，解决模块散热问题不是很理想。

发明内容

鉴于现有散热方案存在的不足，本发明提供了一种PCIE接口专网模块的散热装置及实现方法，目的是针对大部分使用PCIE接口专网模块的通信系统，尤其针对功耗较大的模块，能够很好地解决LTE模块温升的问题，保证其正常工作。

本发明为实现上述目的，所采用的技术方案是：一种PCIE接口专网模块的散热装置，其特征在于：包括散热器、温控电路、风扇、PCIE接口专网模块、导热胶垫；

所述导热胶垫一面贴于PCIE接口专网模块的屏蔽罩上，导热胶垫的另一面与散热器一端面相贴，所述风扇通过四个螺柱固定在散热器另一端面中间的凹槽内，所述温控电路固定在风扇一侧的散热器凹槽内；

所述的温控电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、电容C2、电容C3、负温度系数热敏电阻RT1、运算放大器N1、场效应管VT1和开关二极管VD1；

所述电阻R1与电阻R2串连接到电源与地之间，电阻R1和电阻R2的接点分别接运算放大器N1的同相输入端5脚和电阻R5、电容C3的一端，电阻R3、电阻R4和负温度系数热敏电阻RT1串连接到电源与地之间，电阻R3和电阻R4的接点接到运算放大器N1的反相输入端6脚，运算放大器N1的输出端7脚分别接电阻R6的一端和电阻R5的另一端，电阻R6的另一端分别接电阻R7的一端和场效应管VT1的栅极，场效应管VT1的漏极、开关二极管VD1正极和风扇负极接在一起，风扇正极和电源正极、二极管VD1负极接在一起，运算放大器N1的电源端8脚分别接电容C1、电容C2的一端及电源，电容C1、电容C2、电容C3、电阻R2、电阻R7的另一端和运算放大器N1的接地端4脚、场效应管VT1的源极分别接地。

一种PCIE接口专网模块的散热装置的实现方法，其特征在于，步骤如下：

将散热装置通过印制板固定在4G、5G通信系统中射频收发设备的机箱底板上，压紧导热胶垫；

整个散热装置分为2部分：传导散热部分与强迫风冷散热部分；

PCIE接口专网模块在工作过程中由于其功耗较大，产生大量的热量，由于整个PCIE接口专网模块外部焊有屏蔽罩，发热器件产生的热量通过PCIE接口专网模块内部导热胶传导到屏蔽罩，再通过导热胶垫传导到散热器，由散热器将热量散发掉，散热器凹槽内还装有温控电路和风扇，温控电路检测散热器的温度，当温度高于50℃启动风扇，为散热器强制排风散热，直到散热器的温度低于40℃停止风扇运转；

温控电路的工作过程为：负温度系数热敏电阻RT1紧贴散热器，检测散热器的温度，当散热器温度高于50℃时，电阻R3与电阻R4串联负温度系数热敏电阻的分压低于电阻R1与电阻R2的分压，即运算放大器N1的同相端电压高于反相端电压，输出高电平，驱动场效应管VT1导通，风扇得电运转，

当散热器温度降到40℃以下时时，电阻R3与电阻R4串联负温度系数热敏电阻的分压高于电阻R1与电阻R2的分压，即运算放大器N1的同相端电压低于反相端电压，输出低电平，场效应管VT1截止，风扇断电不转动。

本发明产生的技术效果是：

原来不带散热装置的设备，在长时间工作中，偶尔出现断网现象，安装本发明的散热装置后，不论是在具备空调的正常工作环境还是高温环境，设备都可以长时间稳定地工作，极大地提高了通信设备的可靠性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1结构的A-A剖视图；

图3为本发明温控电路的原理图。

图4为本发明的使用状态图。

具体实施方式：

如图1、图2、图3所示，一种PCIE接口专网模块的散热装置，包括散热器1、温控电路2、风扇3、PCIE接口专网模块4、导热胶垫5；

取尺寸为30×48mm的导热胶垫5，将导热胶垫5一面贴于PCIE接口专网模块4的屏蔽罩上，导热胶垫5的另一面与散热器1一端面相贴，将风扇3通过四个螺柱固定在散热器1另一端面中间的凹槽内，将温控电路2固定在风扇3一侧的散热器1凹槽内；

温控电路2包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、电容C2、电容C3、负温度系数热敏电阻RT1、运算放大器N1、场效应管VT1和开关二极管VD1；

电阻R1与电阻R2串连接到电源与地之间，电阻R1和电阻R2的接点分别接运算放大器N1的同相输入端5脚和电阻R5、电容C3的一端，电阻R3、电阻R4和负温度系数热敏电阻RT1串连接到电源与地之间，电阻R3和电阻R4的接点接到运算放大器N1的反相输入端6脚，运算放大器N1的输出端7脚分别接电阻R6的一端和电阻R5的另一端，电阻R6的另一端分别接电阻R7的一端和场效应管VT1的栅极，场效应管VT1的漏极分别接开关二极管VD1正极和风扇3负极，开关二极管VD1负极接电源和风扇3正极，运算放大器N1的电源端8脚分别接电容C1、电容C2的一端及电源，电容C1、电容C2、电容C3、电阻R2、电阻R7的另一端和运算放大器N1的接地端4脚、场效应管VT1的源极分别接地。

如图4所示，一种PCIE接口专网模块的散热装置的实现方法，步骤如下：

将散热装置通过印制板6固定在4G、5G通信系统中射频收发设备的机箱底板7上，压紧导热胶垫5；

整个散热装置分为2部分：传导散热部分与强迫风冷散热部分；

PCIE接口专网模块4在工作过程中由于其功耗较大，产生大量的热量，由于整个PCIE接口专网模块4外部焊有屏蔽罩，发热器件产生的热量通过PCIE接口专网模块4内部导热胶传导到屏蔽罩，再通过导热胶垫5传导到散热器1，由散热器1将热量散发掉，散热器1凹槽内还装有温控电路2和风扇3，温控电路2检测散热器1的温度，当温度高于50℃启动风扇3，为散热器1强制排风散热，直到散热器1的温度低于40℃停止风扇运转；

温控电路2的工作过程为：负温度系数热敏电阻RT1紧贴散热器1，检测散热器1的温度，当散热器1温度高于50℃时，电阻R3与电阻R4串联负温度系数热敏电阻的分压低于电阻R1与电阻R2的分压，即运算放大器N1的同相端电压高于反相端电压，输出高电平，驱动场效应管VT1导通，风扇3得电运转，当散热器1温度降到40℃以下时，电阻R3与电阻R4串联负温度系数热敏电阻的分压高于电阻R1与电阻R2的分压，即运算放大器N1的同相端电压低于反相端电压，输出低电平，场效应管VT1截止，风扇3断电不转动，

运算放大器N1的输出通过电阻R5接到运算放大器N1同相端，作为反馈，避免风扇频繁启动。

风扇采用日本山洋公司产品，型号109P0412H901，风扇参数如下：

供电电压：7V-13.8V；电流：0.07A；转速：6200/min；风量：0.15m

风压：41.2Pa；使用寿命：40000小时。

散热器采用标准型材，可根据不同的应用场景，加工相应的安装孔。