用于嵌入式环境的热学管理系统及其制作方法技术方案

说明了一种用于嵌入式环境的热学管理系统。所述热学管理系统包括普里莫喷射器，其具有至少一个限定腔体的壁；位于所述至少一个壁上的至少一种活性材料；和位于所述至少一个壁内并包围所述腔体的柔顺材料。所述柔顺材料具有至少一个开口，以便于所述腔体和所述嵌入式环境之间的流体连通。还说明了一种冷却系统。还说明了一种制作普里莫喷射器的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术 一般涉及热学管理系统，更特别涉及用于嵌入式环境的热学管理 系统。
技术介绍
具有嵌入式电子系统的环境，以下称为嵌入式环境或加热环境，对于热 学管理带来了挑战。这种系统产生废热作为其正常工作的一部分，必须除去 这些热量，以使嵌入式电子件正常工作并保持可靠性。鉴于空间有限，所以 设计冷却嵌入式电子件的热学管理系统是一项严峻的挑战。嵌入式电子系统的示例包括单片机、可编程逻辑控制器(PLC)、操作员接口计算机、便携 式计算机、移动电话、个人数字助理(PDA)、个人袖珍计算机以及其他电 子设备，对于热学管理系统来说，只有有限的可用空间。已经知道，使用被 动冷却式散热器或者强制空气冷却作为热学管理系统，协助从电子部件带走 热量。此外，还知道将电子部件产生的热量传递给安装电子部件的印刷电路 板，从而让热量从较小的区域向较大的区域迁移。
技术实现思路
本专利技术包括涉及加热环境所用热学管理系统的实施方式，所述热学管理 系统包括普里莫喷射器(pleumo-jet )。普里莫喷射器包括至少一个限定腔体 的壁，位于所述至少一个壁上的至少一种活性材料；和位于所述至少一个壁 上并包围所述腔体的柔顺材料。柔顺材料具有至少一个开口，以便于所述腔 体和所述加热环境之间的流体连通。本专利技术包括涉及普里莫喷射器的实施方式，该普里莫喷射器包括第一挠 性结构、第二挠性结构、位于第一和第二挠性结构至少其中一方之上的至少 一种活性材料；和位于所述第一和第二挠性结构之间并限定腔体的柔顺材 料。柔顺材料包括至少一个开口，以便于所述腔体和所述环境之间的流体连 通。本专利技术包括涉及用于加热环境的冷却系统的实施方式。所述冷却系统包括基底，其具有一个自由端和一个锚定端；位于所述基底上的至少一个压电 设备；向所述至少一个压电设备提供电流的电路。本专利技术包括涉及制作普里莫喷射器的方法的实施方式。所述方法包括提 供一对挠性结构，至少其中一个结构连接有活性材料；将柔顺材料连接到所 述一对挠性结构之间，所述弹性材料具有至少一个开口；和将电触点添加到 所述一对挠性结构上。从以下本专利技术优选实施方式的详细说明中，将更容易理解本专利技术的所述 优势和其他优势以及特征，所述优选实施方式参照附图给出。附图说明图l是采用根据本专利技术的实施方式构造的普里莫喷射器的热学管理系统 的截面侧一见图；图2是示出普里莫喷射器处于不同位置的图1所示热学管理系统的截面 侧视图；图3是根据本专利技术实施方式构造的热学管理系统的顶视图； 图4是沿着线IV-IV切开的图3所示热学管理系统的截面侧视图； 图5是根据本专利技术实施方式构造的普里莫喷射器的顶视图； 图6是根据本专利技术实施方式构造的普里莫喷射器的顶视图； 图7是图6所示普里莫喷射器的侧视图；管理系统的示意图；图9是示出压电驱动的挠性冷却设备处于不同位置的图8所示热学管理系统的示意图；图IO示出了根据本专利技术实施方式形成普里莫喷射器的过程步骤。具体实施方式参照图1和2，示出的热学管理系统10包括以截面图示出并置于印刷电 路板组件(PCA) 30附近的普里莫喷射器(pleumo-jet) 12, PCA30具有多 个需要冷却的电子部件32a-d。虽然参照本专利技术实施方式描述了 PCA30,但 是应该理解热学管理系统10可以用于任何适当的嵌入式环境并且参照PCA630进行描述仅仅是为了便于说明。PCA 30可以用于任何数目的小型电子设 备中的加热环境中，诸如例如单片机、可编程逻辑控制器(PLC)、便携计 算机、移动电话、个人数字助理(PDA)、个人袖珍计算机等等。普里莫喷 射器12的尺寸确定为适合其用途，并且一般为细观尺度(meso-scale)或微 观尺度(micro-scale )。普里莫喷射器12定位成使得环境空气的脉沖流体流从设备12产生，并 导向需要冷却的电子部件32a-d。如图所示，在图1中，环境空气流体流， 或者其他流体流沿着A方向导向需要冷却的电子部件32b。可以选择的是， 普里莫喷射器12可以定位成沿着B方向朝着需要冷却的电子部件32b引导 环境空气流体流(图2)。普里莫喷射器12包括第一结构或壁14和第二结构或壁16。壁14、 16 由挠性材料诸如例如金属、箔片、塑料或聚合物复合材料形成。柔顺材料18 定位在一对壁14、 16之间，并且壁14、 16与柔顺材料18相结合来限定腔 体20。至少一个开口 22在腔体20和设备12外部环境之间提供通道。虽然 描述了一对相对的壁14、 16，但是应该理解，不同于两个壁， 一个壁(巻绕 成柱状)连同柔顺材料18也可以形成普里莫喷射器，诸如普里莫喷射器12。定位在至少其中一个壁14、 16上的是活性材料诸如例如压电材料。如 图所示，活性材料24和26分别定位在壁14、 16上。适当的活性材料是能 利用电刺激产生应力的材料。适当活性材料的示例包括压电材料、磁致伸缩 材料(线圈磁场彼此吸引/排斥)、形状记忆合金以及马达失衡(质量失衡的 马达产生振动)。在压电材料子集内，适当活性材料包括双压电晶体配置， 此时两个压电层异相激励，产生弯折；雷电配置，此时一个压电层设置在预 应力不锈钢基片上；蜂鸣元件配置，此时一个压电层设置在黄铜基片上；和 MFC配置，此时位于挠性电路上的压电纤维复合物结合到基片。活性材料24、 26可以包含陶瓷材料。电路(在图8中示意性描述)连 接到普里莫喷射器12,向活性材料24、 26之一或两者提供电流。电流可以 是正弦波、方波、三角波或者任何其他适当波形，并且应该理解，电流并不 限于任何具体的波形。具体来说，发现低谐振电流诸如例如正弦波可以用来 提供更为安静的普里莫喷射器12。图3和4示出了根据本专利技术另一种实施方式的热学管理系统110。热学 管理系统110包括普里莫喷射器系统111，该普里莫喷射器系统具有多个叠置的普里莫喷射器。如图所示，普里莫喷射器系统111包括叠置的普里莫喷射器112a、 112b和112c。普里莫喷射器112c位于基板129上，利用一个或 多个支撑件127支撑在位置上。普里莫喷射器112a、 112b和112c具有类似 于普里莫喷射器12 (图1、 2)的结构，任选的不同之处在于所述开口。具 体来说，每个普里莫喷射器112a、 112b和112c包括限定腔体120的挠性壁 和柔性材料，并且每个挠性壁具有一种或多种活性材料(未示出)。普里莫 喷射器112a、 112b和112c之间的支撑件必须提供足够的空间，以容纳每个 普里莫喷射器的挠性壁之一或两者上的活性材料。每个普里莫喷射器112a、 112b和112c可以包括从腔体120穿过柔顺材 料延伸的单一开口 122。普里莫喷射器系统111可以布置地让每个普里莫喷 射器112a、 112b和112c的每个单一开口 122位于相同方向(图4)。可以选 择的是，每个单一开口 122可以定位成向着不同于其他单一开口 122的方向 引导环境空气(图3)。对于任意两个相邻的开口 122来说，开口 122之间的 间隔可以介于零度(0。)到小于90度(90°)之间。在一种实施方式中，相 邻开口 122隔开的范围介于约5°到约45°之间。普里莫喷射器112a、 112b和112c被翅片128包围，所述翅片支撑在基 板129上。翅片12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于加热环境的热学管理系统，包括　普里莫喷射器，其包括：　至少一个限定腔体的壁；　位于所述至少一个壁上的至少一种活性材料；和　位于所述至少一个壁内并包围所述腔体的柔顺材料，所述柔顺材料具有至少一个开口，以便于所述 腔体和所述加热环境之间的流体连通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅麦特阿里克，查尔斯F沃尔夫，约根V厄特卡，查尔斯E西利，戴维S斯莱顿，威廉H利肯巴克，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]