本實用新型涉及熱控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

近些年隨著微波產(chǎn)品小型化、集成化的發(fā)展，越來越多的高功耗元器件應(yīng)用到產(chǎn)品中，尤其真空環(huán)境工作，熱量沒有其他轉(zhuǎn)移路徑，在元器件熱耗較低時，可以采用元器件本身及殼體材料儲熱的方式進(jìn)行顯熱儲熱。然而，當(dāng)元器件的熱耗較高、超過元器件本身及殼體的熱容時，采用元器件本身及殼體材料儲熱的方式就無法滿足散熱需求。例如，在微波組件中，若熱量無法及時散出去，將嚴(yán)重影響微波組件的正常工作。

可見，如何能夠在短時間內(nèi)將高功耗元器件的熱量散出去，設(shè)計出適應(yīng)市場需求的高質(zhì)量產(chǎn)品，保證微波組件在瞬態(tài)發(fā)射時間內(nèi)能夠高效、可靠的工作，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的技術(shù)解決問題：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)，旨在實現(xiàn)在短時間內(nèi)將高功耗元器件的熱量散出去的目的，保證微波組件在瞬態(tài)發(fā)射時間內(nèi)能夠高效、可靠的工作。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型公開了一種基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)，包括：至少一個發(fā)熱組件、至少一個相變儲能組件和殼體；

其中，

所述至少一個發(fā)熱組件設(shè)置在所述殼體的正面；

在所述殼體的背面、與所述至少一個發(fā)熱組件在所述殼體的正面的設(shè)置位置相對應(yīng)的區(qū)域，設(shè)置有對應(yīng)的至少一個凹槽；

所述至少一個相變儲能組件設(shè)置在所述至少一個凹槽內(nèi)。

在上述基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)中，當(dāng)所述至少一個發(fā)熱組件為10個時：

第1-4發(fā)熱組件設(shè)置在所述殼體的正面的第一區(qū)域；

第5-10發(fā)熱組件設(shè)置在所述殼體的正面的第二區(qū)域；

所述至少一個凹槽包括：第一凹槽和第二凹槽；其中，所述第一凹槽對應(yīng)于所述第一區(qū)域，所述第二凹槽對應(yīng)于所述第二區(qū)域；

所述至少一個相變儲能組件包括：第一相變儲能組件和第二相變儲能組件；其中，所述第一相變儲能組件設(shè)置在所述第一凹槽內(nèi)，所述第二相變儲能組件設(shè)置在所述第二凹槽內(nèi)。

在上述基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)中，

所述第1-4發(fā)熱組件按照第一設(shè)定間隔、呈一排設(shè)置在所述第一區(qū)域；

所述第5-10發(fā)熱組件按照第二設(shè)定間隔、呈兩排設(shè)置在所述第二區(qū)域。

在上述基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)中，

所述第一設(shè)定間隔為2mm；

所述第二設(shè)定間隔為3mm；

所述第一區(qū)域的區(qū)域面積為：74mm*30mm，所述第一區(qū)域的一邊與所述殼體的第一邊緣的距離為11.5mm，所述第一區(qū)域的另一邊與所述殼體的第二邊緣的距離為8.5mm；

所述第二區(qū)域的區(qū)域面積為：37mm*96mm，所述第二區(qū)域的一邊與所述殼體的第一邊緣的距離為11.5mm，所述第二區(qū)域的另一邊與所述殼體的第二邊緣的距離為46.5mm。

在上述基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)中，

所述第一凹槽的區(qū)域面積為：78mm*33mm，所述第一凹槽的一邊與所述殼體的第一邊緣的距離為10mm，所述第一凹槽的另一邊與所述殼體的第二邊緣的距離為7mm；

所述第二凹槽的區(qū)域面積為：100mm*40mm，所述第二凹槽的一邊與所述殼體的第一邊緣的距離為10mm，所述第二凹槽的另一邊與所述殼體的第二邊緣的距離為45mm。

在上述基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)中，

所述第一凹槽和所述第二凹槽的深度為1.5mm；其中，所述殼體的厚度大于1.5mm。

在上述基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)中，

各個發(fā)熱組件的尺寸為：17mm*30mm。

在上述基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)中，

所述殼體的尺寸為：100mm*120mm。

在上述基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)中，

各個發(fā)熱組件的功率為3.6w。

在上述基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)中，

各個發(fā)熱組件中包括：兩個功率為1w的發(fā)熱單元和兩個功率為0.8w的發(fā)熱單元。

本實用新型具有以下優(yōu)點：

(1)在殼體和發(fā)熱組件的基礎(chǔ)上增加了相變儲能組件，相變儲能組件相比金屬材料鋁或銅等，可以將高功耗元器件(如，所述發(fā)熱組件)產(chǎn)生的熱量瞬間吸收，滿足瞬時散熱的需求，保證微波組件在瞬態(tài)發(fā)射時間內(nèi)能夠高效、可靠的工作。

(2)相變儲能組件性能穩(wěn)定，可反復(fù)使用。避免損傷電子器件，提高產(chǎn)品的電性能。

(3)相變儲能組件的數(shù)量和位置可以根據(jù)實際情況靈活設(shè)置，例如，可以基于Pro/E與ANSYS Workbench的結(jié)合，對實際情況所涉及的數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真優(yōu)化，進(jìn)而確定相變儲能組件的數(shù)量和位置?？梢?，本實用新型所述的基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)可以廣泛應(yīng)用在各種實際場景中，設(shè)置靈活、便于實現(xiàn)。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例中一種基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖2是本實用新型實施例中一種基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)的仰視圖；

圖3是本實用新型實施例中一種基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)的第一尺寸標(biāo)注示意圖；

圖4是本實用新型實施例中一種基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)的第二尺寸標(biāo)注示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型公共的實施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

圖1，示出了本實用新型實施例中一種基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖2，示出了本實用新型實施例中一種基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)的仰視圖。結(jié)合圖1和圖2，在本實用新型中，基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)，包括：至少一個發(fā)熱組件、至少一個相變儲能組件和殼體1。

在本實用新型中，所述至少一個發(fā)熱組件設(shè)置在所述殼體1的正面；在所述殼體1的背面、與所述至少一個發(fā)熱組件在所述殼體1的正面的設(shè)置位置相對應(yīng)的區(qū)域，設(shè)置有對應(yīng)的至少一個凹槽；所述至少一個相變儲能組件設(shè)置在所述至少一個凹槽內(nèi)。其中，需要說明的是，相變儲能組件可以是指基于相變材料構(gòu)成的組件。相變儲熱技術(shù)是利用相變材料的相態(tài)變化進(jìn)行能量的存儲。

如圖1所示，所述至少一個發(fā)熱組件具體可以是10個：第1發(fā)熱組件201、第2發(fā)熱組件202、第3發(fā)熱組件203、第4發(fā)熱組件204、第5發(fā)熱組件205、第6發(fā)熱組件206、第7發(fā)熱組件207、第8發(fā)熱組件208、第9發(fā)熱組件209、第10發(fā)熱組件210。其中，第1-4發(fā)熱組件設(shè)置在所述殼體的正面的第一區(qū)域301；第5-10發(fā)熱組件設(shè)置在所述殼體的正面的第二區(qū)域302。

相應(yīng)的，結(jié)合圖2，當(dāng)所述至少一個發(fā)熱組件為10個時，所述至少一個凹槽包括：第一凹槽401和第二凹槽402；其中，所述第一凹槽401對應(yīng)于所述第一區(qū)域301，所述第二凹槽402對應(yīng)于所述第二區(qū)域302。所述至少一個相變儲能組件包括：第一相變儲能組件501和第二相變儲能組件502；其中，所述第一相變儲能組件501設(shè)置在所述第一凹槽401內(nèi)，所述第二相變儲能組件502設(shè)置在所述第二凹槽402內(nèi)。

在上述基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)中，所述第1-4發(fā)熱組件按照第一設(shè)定間隔、呈一排設(shè)置在所述第一區(qū)域；所述第5-10發(fā)熱組件按照第二設(shè)定間隔、呈兩排設(shè)置在所述第二區(qū)域。

參照圖3，示出了本實用新型實施例中一種基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)的第一尺寸標(biāo)注示意圖。參照圖4，示出了本實用新型實施例中一種基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)的第二尺寸標(biāo)注示意圖。

結(jié)合上述實施例，在本實用新型實施例中，所述第一設(shè)定間隔可以但不僅限于為2mm；所述第二設(shè)定間隔可以但不僅限于為3mm。

在上述基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)中，所述第一區(qū)域301的區(qū)域面積可以但不僅限于為：74mm*30mm，所述第一區(qū)域301的一邊與所述殼體1的第一邊緣101的距離可以但不僅限于為11.5mm，所述第一區(qū)域301的另一邊與所述殼體1的第二邊緣102的距離可以但不僅限于為8.5mm。

在上述基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)中，所述第二區(qū)域302的區(qū)域面積可以但不僅限于為：37mm*96mm，所述第二區(qū)域302的一邊與所述殼體1的第一邊緣101的距離可以但不僅限于為11.5mm，所述第二區(qū)域302的另一邊與所述殼體1的第二邊緣102的距離可以但不僅限于為46.5mm。

在上述基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)中，所述第一凹槽401的區(qū)域面積可以但不僅限于為：78mm*33mm，所述第一凹槽401的一邊與所述殼體1的第一邊緣101的距離可以但不僅限于為10mm，所述第一凹槽401的另一邊與所述殼體1的第二邊緣102的距離可以但不僅限于為7mm。

在上述基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)中，所述第二凹槽402的區(qū)域面積可以但不僅限于為：100mm*40mm，所述第二凹槽402的一邊與所述殼體1的第一邊緣101的距離可以但不僅限于為10mm，所述第二凹槽402的另一邊與所述殼體1的第二邊緣102的距離可以但不僅限于為45mm。其中，所述第一凹槽401和所述第二凹槽402的深度均為1.5mm，所述殼體1的厚度大于1.5mm，例如，所述殼體1的厚度可以但不僅限于為2mm或3mm等任意適當(dāng)值。

需要說明的是，第一相變儲能組件501的尺寸與所述第一凹槽401的尺寸是相匹配的，第二相變儲能組件502尺寸與所述第二凹槽402的尺寸是相匹配的。也即，第一相變儲能組件501的尺寸為：78mm*33mm*1.5mm；第二相變儲能組件502的尺寸為：100mm*40mm*1.5mm。

在上述基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)中，如圖3，各個發(fā)熱組件的尺寸可以但不僅限于為：17mm*30mm。

在上述基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)中，如圖3，所述殼體1的尺寸可以但不僅限于為：100mm*120mm。

在上述基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)中，各個發(fā)熱組件的功率可以但不僅限于為：3.6w。

在上述基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)中，如圖3，各個發(fā)熱組件中可以但不僅限于包括：兩個功率為1w的發(fā)熱單元(如圖3所示的第一發(fā)熱單元2011和第二發(fā)熱單元2012)和兩個功率為0.8w的發(fā)熱單元(如圖3所示的第三發(fā)熱單元2013和第四發(fā)熱單元2014)。

需要說明的是，相變儲能組件的數(shù)量和設(shè)置位置可以根據(jù)實際情況確定。例如，一種確定相變儲能組件的數(shù)量和設(shè)置的方式可以如下：

結(jié)合上述實施例，如圖1所示，共計10個發(fā)熱組件，各個發(fā)熱組件的功率均為3.6w；元器件的最高溫度不能超過90℃。

則，在70℃條件下，工作3分鐘內(nèi)，10個發(fā)熱組件共釋放熱量Q為6480J；殼體1為鋁材，環(huán)境溫度從70℃升到90℃，殼體1吸收熱量Q1＝c*m*Δt＝504J。故，可以確定相變儲能組件吸收熱量Q2需滿足：Q1+Q2>Q，即，當(dāng)Q2>5976J時才可以解決熱控問題。其中，c為殼體1的比熱容，m為殼體1的質(zhì)量，Δt＝3min。

在本實施例中，假設(shè)相變儲能組件對應(yīng)的相變儲熱為286KJ/Kg，密度為2.18g/cm³，則，根據(jù)上述Q2>5976J這一條件，可以確定相變儲能組件對應(yīng)的體積至少大于等于9585mm³。也即，上述第一相變儲能組件501和第二相變儲能組件502的體積之和至少大于等于9585mm³。如前所述，第一相變儲能組件501和第二相變儲能組件502的體積之和為：78mm*33mm*1.5mm+100mm*40mm*1.5mm＝9861mm³>9585mm³。

使用三維建模軟件Pro/E建立相應(yīng)模型，然后通過ANSYS Workbench插件將模型導(dǎo)入ANSYS Workbench中進(jìn)行瞬態(tài)熱仿真分析。真空狀態(tài)下，環(huán)境溫度70℃，時間3分鐘，參照圖1、圖2、圖3和圖4，將模型中的材料屬性(Material)和熱邊界條件(Heat Flow)設(shè)置完整，進(jìn)行仿真分析，得出元器件的最高溫度為87.1℃，未超過元器件能承受的最高溫度90℃，說明該基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)比較合理，滿足瞬時散熱的需求。

其中，需要說明的是，在確定相變儲能組件在所述微波組件熱控結(jié)構(gòu)中的添加位置時，在小型化微波組件熱控結(jié)構(gòu)空間緊張的情況下，一般將相變儲能組件盡可能設(shè)置在功耗較大較集中的位置。

進(jìn)一步的，在Pro/E中建立的微波組件熱控結(jié)構(gòu)的三維簡化模型包括：所有功耗元器件的分布情況、相變儲能組件的分布情況及殼體，還有相關(guān)元器件的焊接層厚度等。

綜上所述，本實用新型所述的基于相變儲熱的微波組件熱控結(jié)構(gòu)在殼體和發(fā)熱組件的基礎(chǔ)上增加了相變儲能組件，相變儲能組件相比金屬材料鋁或銅等，可以將高功耗元器件(如，所述發(fā)熱組件)產(chǎn)生的熱量瞬間吸收，滿足瞬時散熱的需求，保證微波組件在瞬態(tài)發(fā)射時間內(nèi)能夠高效、可靠的工作。

其次，相變儲能組件性能穩(wěn)定，可反復(fù)使用。避免損傷電子器件，提高產(chǎn)品的電性能。

再次，相變儲能組件的數(shù)量和位置可以根據(jù)實際情況靈活設(shè)置，例如，可以基于Pro/E與ANSYS Workbench的結(jié)合，對實際情況所涉及的數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真優(yōu)化，進(jìn)而確定相變儲能組件的數(shù)量和位置?？梢姡緦嵱眯滦退龅幕谙嘧儍岬奈⒉ńM件熱控結(jié)構(gòu)可以廣泛應(yīng)用在各種實際場景中，設(shè)置靈活、便于實現(xiàn)。

以上所述，僅為本實用新型最佳的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。

本實用新型說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員的公知技術(shù)。