淺談通信設備熱設計的機械結構設計措施

【摘要】 通信設備的熱設計是一項比較系統、繁雜的工程，主要涉及到流體力學、傳熱學、機械設計等相關知識，貫穿于產品設計的整個過程，只有擁有豐富的知識與經驗，才能提升產品的設計品質量，縮短研發周期。本文主要對通信設備熱設計的機械結構設計進行詳細闡述，并在此基礎上以相關實驗來證明此方法對于提升通信設備的散熱能力具有一定的可行性。

【關鍵詞】 通信設備 熱設計 機械結構 設計

一、前言

隨著我國通信技術的不斷發展，全光網絡技術、高速度、大容量等已成為我國當代通信技術的發展目標。組成通信設備的主要元件就是高密度的表面貼裝元件，與多層電路板，通信設備在運行過程中熱流密度增加，散發出大量的熱量，根據相關調查得知，我國55%的通信設備因高溫導致損壞，溫度高低幾乎與通信設備的使用壽命成正比。因此，為提升通信設備的使用率，必須對通信設備的熱設計進行充分研究，以便提升我國通信設備質量。

二、熱設計的總體方案

以下主要以32X2 5G DW DM密集波分復用終端設備的熱設計為例，進行詳細的闡述。

2.1 32X2 5G DW DM終端設備的熱分析

在32X2 5G DW DM終端設備正常工作的情況下，其設備各子架的相關功率如表1所示：

根據表132X2 5G DW DM終端設備各子架相關功率來看，32X2 5G DW DM終端設備各子架功率不大，但是每個子架滿配置時，單盤的數量有18塊，加之電磁屏蔽的需要，子架的單盤與上下托盤面板之間以及左右側板會形成一個較為密集的金屬盒體，嚴重影響子架內單盤散熱，在設備長時間運行的情況下就會出現損壞部分單盤與芯片的情況，使設備不能正常運行[1]。

2.2 DW DM終端設備子架的熱設計

DW DM終端設備子架主要由多個單盤和一個子框構成， DW DM終端設備架子圖如圖1所示：

根據圖1DW DM終端設備架子示意圖可知，子架熱設計具體的方法如下所示：

1、子架單盤起拔器，一般情況下采用導熱系數比較高的材料，因為其在實際中起的主要作用就是散熱，大量的起拔器可以快速、有效降低子架溫度。

2、對子架下托盤安插單盤的表面進行涂覆處理，可有效提升托盤散熱和吸熱能力。

3、在功率較大的電子元件上安裝銅或鋁導熱條以及小風扇有助于散熱。

4、在確保單盤良好連接的情況下，可在背板上開一定數量的小孔，有利于子架散熱。

5、左右側板、子框上下托盤、單盤面板、全采用鋁合金（導熱系數高），并在上下托盤表面直沖出數量小孔對準發熱元件，使冷空氣能夠直接對元件進行冷卻。

2.3 32X2 5G DW DM終端設備整機的熱設計

由于子架中電子元器件比較多，風阻比較大，加之DW DM設備處于長時間的工作狀態中，對于其采用自然散熱的方式是遠遠不夠的。

因此對于DW DM設備終端整機的散熱方式可根據DW DM終端設備的整機功率，確定風扇子架由3個3.5W個直流風扇并聯組成，子架高度為IU，以增強自然對流，降低每個子架內的溫度。

同時還可在風扇子架的上表面沖出尺寸較大的圓孔，并將風扇的軸心安裝在功能子架中心，這樣風扇可將冷空氣吸入機柜內，確保機柜內的熱空氣能夠順暢排出，使得DW DM終端設備能夠很好的散熱。

三、32X2 5G DW DM終端設備的熱試驗

根據ITU-T對DW DM設備的熱設計要求，對該設備進行高溫測試，測試結果如表2所示：

根據該測試的相關數據可以表明，DW DM終端設備72小時高溫在線熱試驗中，通信誤碼為零，DW DM終端設備熱設計完全符合ITU-T的相關要求，DW DM終端設備可以長期穩定、可靠運行[3]。

四、結束語

綜上所述，熱設計是DW DM等通信系統設計中不可忽視的問題，對于可靠性要求高，使用環境特殊的通訊電子設備，在進行結構設計時，一定要對其散熱方案進行分析評估，確認DW DM終端設備熱設計可行性，并對重點部位進行優化。DW DM終端設備熱設計的好壞直接影響到DW DM終端設備工作的穩定性，因此，在DW DM終端熱設計中，既要達到散熱效果，還要起到防塵、防潮作用，以便為我國進一步完善，熱交換器結構和功能提供有效的參考依據。

參 考 文 獻

[1]宋洪濤，賓鴻贊.熱仿真技術在電子設備結構設計中的作用[J].應用科學技術，2013，23（17）：12-15.

[2]郭欣茹，張亞峰.電子設備機箱的強冷風設計[J].無線通信技術，2012，34（12）：23-26.

[3]高德明，肖景濤.通信設備機械結構設計中的一個重要問題[J].廣東工學院學報，2013，12（4）：14-17.