CN114302629A - Customer premises equipment and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域technical field
本申请涉及电子设备的技术领域,具体是涉及客户前置设备及其控制方法。The present application relates to the technical field of electronic equipment, in particular to customer pre-installation equipment and a control method thereof.
背景技术Background technique
随着科技的不断发展,第五代移动通信技术(5th generation mobile network,简称5G)由于具有较高的通信速度等特点,备受用户的青睐。然而,随着5G通信的不断普及,客户前置设备(Customer Premise Equipment,CPE)这类电子设备的功耗密度也随之迅速增长,其中相关电子器件的工作温度也面临着严峻的超温风险。据统计发现,客户前置设备的失效50%以上来源于过温。With the continuous development of science and technology, the 5th generation mobile network (5G for short) is favored by users due to its high communication speed and other characteristics. However, with the continuous popularization of 5G communications, the power density of electronic equipment such as Customer Premise Equipment (CPE) has also increased rapidly, and the operating temperature of related electronic devices is also facing severe over-temperature risks. . According to statistics, more than 50% of the failure of the customer's front-end equipment comes from overheating.
发明内容SUMMARY OF THE INVENTION
本申请实施例提供了一种客户前置设备,客户前置设备包括壳体、设置在壳体内的射频系统,以及与壳体连接的第一降温装置和第二降温装置,射频系统包括毫米波射频模块,第一降温装置用于排出射频系统产生的热量,第二降温装置用于对毫米波射频模块进行散热;其中,第一降温装置和第二降温装置分别为风扇或者半导体制冷器。An embodiment of the present application provides a customer front-end device. The customer front-end device includes a housing, a radio frequency system disposed in the housing, and a first cooling device and a second cooling device connected to the housing. The radio frequency system includes a millimeter wave In the radio frequency module, the first cooling device is used to discharge heat generated by the radio frequency system, and the second cooling device is used to dissipate heat from the millimeter-wave radio frequency module; wherein, the first cooling device and the second cooling device are fans or semiconductor refrigerators respectively.
本申请实施例还提供了一种用于客户前置设备的控制方法,控制方法包括:检测第一风扇的转速和毫米波射频模块的温度;若第一风扇的转速大于预设的最高工作转速且毫米波射频模块的温度高于预设的警戒温度,则开启第二风扇;判断毫米波射频模块的温度是否低于警戒温度;若毫米波射频模块的温度低于警戒温度,则关闭第二风扇。The embodiment of the present application also provides a control method for customer pre-installed equipment, the control method includes: detecting the rotational speed of the first fan and the temperature of the millimeter-wave radio frequency module; if the rotational speed of the first fan is greater than a preset maximum working rotational speed And the temperature of the millimeter-wave radio frequency module is higher than the preset warning temperature, turn on the second fan; determine whether the temperature of the millimeter-wave radio frequency module is lower than the warning temperature; if the temperature of the millimeter-wave radio frequency module is lower than the warning temperature, turn off the second fan. fan.
本申请的有益效果是:本申请提供的客户前置设备设置有分别为风扇或者半导体制冷器的第一降温装置和第二降温装置,且第一降温装置用于排出射频系统产生的热量,第二降温装置针对性地对毫米波射频模块进行散热,以辅助第一降温装置对射频系统进行散热,进而在兼顾客户前置设备的散热需求时延长第一降温装置的使用寿命。The beneficial effects of the present application are as follows: the customer front-end equipment provided by the present application is provided with a first cooling device and a second cooling device, which are fans or semiconductor refrigerators, respectively, and the first cooling device is used to discharge the heat generated by the radio frequency system, and the first cooling device is used to discharge the heat generated by the radio frequency system. The second cooling device dissipates the millimeter-wave radio frequency module in a targeted manner to assist the first cooling device to dissipate heat from the radio frequency system, thereby extending the service life of the first cooling device while taking into account the heat dissipation requirements of the customer's front-end equipment.
附图说明Description of drawings
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。In order to illustrate the technical solutions in the embodiments of the present application more clearly, the following briefly introduces the drawings that are used in the description of the embodiments. Obviously, the drawings in the following description are only some embodiments of the present application. For those of ordinary skill in the art, other drawings can also be obtained from these drawings without creative effort.
图1是本申请提供的一种网络系统架构的组成结构示意图;Fig. 1 is the composition structure schematic diagram of a kind of network system architecture provided by this application;
图2是本申请提供的客户前置设备一实施例的结构示意图;FIG. 2 is a schematic structural diagram of an embodiment of a customer front-end device provided by the present application;
图3是本申请提供的客户前置设备一实施例的结构示意图;FIG. 3 is a schematic structural diagram of an embodiment of a customer front-end device provided by the present application;
图4是本申请提供的客户前置设备一实施例的结构示意图;FIG. 4 is a schematic structural diagram of an embodiment of a customer front-end device provided by the present application;
图5是本申请提供的客户前置设备的控制方法一实施例的流程示意图。FIG. 5 is a schematic flowchart of an embodiment of a method for controlling a customer premises equipment provided by the present application.
具体实施方式Detailed ways
下面结合附图和实施例,对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是,以下实施例仅用于说明本申请,但不对本申请的范围进行限定。同样的,以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。The present application will be further described in detail below with reference to the accompanying drawings and embodiments. It is particularly pointed out that the following examples are only used to illustrate the present application, but do not limit the scope of the present application. Likewise, the following embodiments are only some of the embodiments of the present application but not all of the embodiments, and all other embodiments obtained by those of ordinary skill in the art without creative work fall within the protection scope of the present application.
本申请中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本申请所描述的实施例可以与其他实施例相结合。Reference in this application to an "embodiment" means that a particular feature, structure, or characteristic described in connection with the embodiment can be included in at least one embodiment of the application. It is explicitly and implicitly understood by those skilled in the art that the embodiments described in this application may be combined with other embodiments.
共同参阅图1及图2,图1是本申请提供的一种网络系统架构的组成结构示意图,图2是本申请提供的客户前置设备一实施例的结构示意图。需要说明的是:为了便于描述,图2所示的客户前置设备隐藏了壳体,但并不意味着壳体不存在。Referring to FIG. 1 and FIG. 2 together, FIG. 1 is a schematic structural diagram of a network system architecture provided by the present application, and FIG. 2 is a schematic structural diagram of an embodiment of a customer front-end device provided by the present application. It should be noted that: for the convenience of description, the customer front equipment shown in FIG. 2 hides the casing, but it does not mean that the casing does not exist.
结合图1,客户前置设备10常用于室内/近距离通信网络转接,它既可以作为一种接收移动信号并以WiFi信号转发出来的移动信号接入设备;也可以作为一种将高速4G或者5G等信号转换成WiFi信号的设备。其中,客户前置设备10可以与基站20连接,并通过基站20接入核心网。如此,客户前置设备10用于实现网络接入功能,将运营商公网(WAN)转换到用户家庭局域网(LAN),可支持多个诸如手机、平板电脑、笔记本电脑、可穿戴设备等终端设备30接入网络。例如:当客户前置设备10连接到5G通信系统时,客户前置设备10可以通过毫米波天线模块所形成的波束与对应的基站20进行数据的发送和接收;当然该波束最好对准基站20的天线波束,以增加客户前置设备10向基站20发射上行数据或者接收基站20所发射的下行数据的稳定性。Referring to Fig. 1 , the customer front-
结合图2及图1,客户前置设备10可以包括壳体11和设置在壳体11内的射频系统12,壳体11对射频系统12等结构起到支撑、定位和保护的作用。其中,壳体11可以大致呈圆筒状、棱柱形等,以构成客户前置设备10的外观。相应地,壳体11上可以设有诸如电源键、WPS键、切换键等的功能按键,也可以设有诸如USB插口、网线插口、电源插口等的接插口,还可以设有各种类型的指示灯。2 and 1 , the
结合图2,射频系统12可以包括4G射频模块121、5G射频模块、WiFi射频模块124。其中,5G射频模块可以包括毫米波射频模块122和sub-6G射频模块123,毫米波射频模块122用于收发毫米波频段的天线信号,sub-6G射频模块123用于收发sub-6GHz频段的天线信号。值得注意的是:毫米波射频模块122可以提供连续100M以上的频宽和极大的数据吞吐量,使得客户前置设备10具有相对较高的通信性能。进一步地,射频系统12还可以包括第一电路板125和第二电路板126,4G射频模块121、sub-6G射频模块123和WiFi射频模块124的射频收发器、功放等电子元器件均可以集成在第一电路板125上,他们的天线则可以由壳体11支撑;毫米波射频模块122的射频收发器、功放等电子元器件可以集成在第二电路板126上,它的天线也可以印制在第二电路板126上。With reference to FIG. 2 , the
需要说明的是:虽然毫米波具有提供连续100M以上的频宽和极大的数据吞吐量等优点,但同时由于毫米波的频率高,也即波长短,使之衍射能力弱,穿透能力弱,传输距离近。不仅如此,毫米波的传输极易受到环境的影响,下雨和树木遮挡都会对信号传输造成很大的干扰。因此,毫米波的传输都尽量要求客户前置设备10的天线对准基站20,以便于客户前置设备10向基站20发射上行数据或者接收基站20所发射的下行数据。基于此,客户前置设备10的毫米波射频模块122一般会设计成可转动的结构形式。例如:第二电路板126可以通过一转动结构13与第一电路板125连接,以便于毫米波射频模块122相对于第一电路板125转动,进而满足客户前置设备10转动扫描的需求。It should be noted that although the millimeter wave has the advantages of providing a continuous bandwidth of more than 100M and great data throughput, at the same time, due to the high frequency of the millimeter wave, that is, the short wavelength, the diffraction ability and the penetration ability are weak. , the transmission distance is short. Not only that, the transmission of millimeter waves is highly susceptible to environmental influences, and rain and tree blocking will cause great interference to signal transmission. Therefore, the transmission of millimeter waves requires the antenna of the
作为示例性地,4G射频模块121、WiFi射频模块124和sub-6G射频模块123可以沿客户前置设备10的高度方向依次间隔布置,且在前述高度方向上,4G射频模块121可以相较于sub-6G射频模块123更靠近毫米波射频模块122。进一步地,4G射频模块121、sub-6G射频模块123和WiFi射频模块124的天线均可以分别沿客户前置设备10的周向方向间隔设置多个,以使得上述各个射频模块的波束扫描范围能够实现水平面上的360°全向覆盖。其中,前述天线可以为定向天线和/或全向天线,定向天线是指在某一个或者某几个特定方向上发射及接收电磁波特别强,而在其他的方向上发射及接收电磁波则为零或极小的一种天线;全向天线则在水平方向图上表现为360°均匀辐射,具有无方向性,在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束,且一般情况下波瓣宽度越小,增益越大。例如:4G射频模块121的天线的数量为四个,它们沿客户前置设备10的周向方向均匀地间隔分布,且在客户前置设备10的高度方向上,它们的几何中心大致平齐;sub-6G射频模块123的天线的数量为四个,它们沿客户前置设备10的周向方向均匀地间隔分布,且在客户前置设备10的高度方向上,它们的几何中心大致平齐;WiFi射频模块124的天线的数量为四个,它们沿客户前置设备10的周向方向均匀地间隔分布,且在客户前置设备10的高度方向上,它们的几何中心大致平齐。As an example, the 4G
一般而言,射频系统12在收发射频信号的工作过程中会产生大量的热量,这些热量如不及时散去,会极大地影响射频系统12中电子元器件的可靠性及其使用寿命。为此,结合图2,在第一电路板125的正反两面中的至少一面可以设置第一散热器141,第一散热器141可以以热辐射等方式对集成在第一电路板125上的4G射频模块121、sub-6G射频模块123和WiFi射频模块124等模块的射频收发器、功放等电子元器件进行散热,在第二电路板126背离毫米波射频模块122等模块的一面可以设置第二散热器142,第二散热器142可以以热辐射等方式对集成在第二电路板126上的毫米波射频模块122等模块的射频收发器、功放等电子元器件进行散热。其中,第一散热器141和第二散热器142可以具有多个间隔设置的散热翅,以增加相应的散热器的散热面积,进而改善客户前置设备10的散热效果。进一步地,在射频系统12的一端,例如远离毫米波射频模块122的一端可以设置风扇151,风扇151可以在壳体11内形成热对流,以便于及时地带走壳体11内的热量。相应地,结合图1,壳体11上可以设有第一通风孔111和第二通风孔112,第一通风孔111和第二通风孔112可以分别设置在客户前置设备10的侧面;两者中的一者用作进风口,另一者则用作出风口。例如:在客户前置设备10的高度方向上,第一通风孔111靠近客户前置设备10的底部,第二通风孔112靠近客户前置设备10的顶部,以增加第一通风孔111和第二通风孔112之间距离;风扇151则可以靠近第一通风孔111设置,也即位于客户前置设备10的底部,以降低客户前置设备10的重心,进而增加客户前置设备10放置时的稳定性。其中,第一散热器141和第二散热器142的散热翅可以沿风扇151产生的气流所在方向延伸,以改善客户前置设备10的散热效果。Generally speaking, the
本申请的发明人在长期的研发工作中发现:相关技术通过风扇151与第一散热器141和第二散热器142配合,虽然在一定程度上可以满足客户前置设备10的散热需求,但是风扇151存在诸如定子、转子的运动部件,其中润滑油的损耗、应力集中以及灰尘的进入/集聚等因素往往会导致前述运动部件的失效,进而导致风扇151的可靠性较低以及使用寿命较短,客户前置设备10的可靠性及使用寿命也随之下降。不仅如此,结合图1及图2,射频系统12在超负荷工作下,其数据流量往往非常大,导致客户前置设备10的功耗急剧增加;而毫米波射频模块122又位于客户前置设备10的顶部,也即距离风扇151较远。在一些诸如风扇151的工作模式为吹风模式的实施例中,壳体11内的气流由第一通风孔111至第二通风孔112,毫米波射频模块122位于风扇151产生的气流的下游,导致壳体11内的热量都往毫米波射频模块122处汇集。此时,由于热级联效应,毫米波射频模块122所在区域的散热效率会随之下降。在其他一些诸如风扇151的工作模式为抽风模式的实施例中,壳体11内的气流由第二通风孔112至第一通风孔111,毫米波射频模块122虽然位于风扇151产生的气流的上游,但是距离风扇151较远,同样存在毫米波射频模块122所在区域的散热效率较低的问题。不论上述何种实施例,为了降低毫米波射频模块122处的温度,风扇151的转速需要显著提升,以增大风扇151产生的气流的流量。然而,一味地提升风扇151的转速,不仅会引起较大的风扇噪声,进而影响产品的用户体验,还会增加风扇151因工作负荷较大而失效的风险。为此,本申请的一个发明构思可以是:在客户前置设备10中增设一降温装置,该增设的降温装置针对毫米波射频模块122进行散热。具体地,当风扇151超负荷工作而毫米波射频模块122的温度依旧较高时,该增设的降温装置随即开启对毫米波射频模块122进行散热;而当毫米波射频模块122的温度降下去之后则关闭该增设的降温装置。如此,该增设的降温装置可以辅助风扇151对射频系统12进行散热,以在兼顾客户前置设备10的散热需求时允许风扇151在较低的噪声水平下工作,并延长风扇151的使用寿命。The inventor of the present application has found in the long-term research and development work that: the related art uses the
共同参阅图3及图4,图3是本申请提供的客户前置设备一实施例的结构示意图,图4是本申请提供的客户前置设备一实施例的结构示意图。需要说明的是:为了便于描述,相较于图2,图3及图4所示的客户前置设备在结构上进行了简化。类似地,图4所示的客户前置设备隐藏了壳体,但并不意味着壳体不存在。3 and 4 together, FIG. 3 is a schematic structural diagram of an embodiment of a customer front-end device provided by the present application, and FIG. 4 is a schematic structural diagram of an embodiment of the customer front-end device provided by the present application. It should be noted that: for the convenience of description, compared with FIG. 2 , the customer front-end equipment shown in FIG. 3 and FIG. 4 is simplified in structure. Similarly, the customer premises equipment shown in Figure 4 conceals the housing, but does not mean that the housing does not exist.
结合图3及图4,客户前置设备10可以包括壳体11、设置在壳体11内的射频系统12,以及与壳体11连接的第一降温装置152和第二降温装置153。其中,第一降温装置152用于排出射频系统产生的热量,第二降温装置153针对性地对毫米波射频模块122进行散热,以辅助第一降温装置152对射频系统12进行散热,进而在兼顾客户前置设备10的散热需求时延长第一降温装置152的使用寿命。与相关技术不同的是:本申请中第一降温装置152和第二降温装置153分别为风扇或者半导体制冷器(Thermoelectric Cooler,TEC),以便于通过检测第一降温装置152的转速或者电流,以及毫米波射频模块122处的温度,来控制第二降温装置153开启与否,及其转速或者电流,使得客户前置设备10的散热系统更加灵活、可控性,从而改善客户前置设备10的散热系统的可靠性,并延长其寿命。3 and 4 , the
需要说明的是:对于以风扇作为第一降温装置152或者第二降温装置153的实施例而言,风扇既可以设置在壳体11内,也可以设置在壳体11外,还可以作为壳体11的一部分。其中,风扇设置在壳体11内,可以更好地兼顾客户前置设备10的外观品质;风扇设置在壳体11外或者作为壳体11的一部分,可以更好地满足客户前置设备10的散热需求。类似地,对于以半导体制冷器作为第一降温装置152或者第二降温装置153的实施例而言,半导体制冷器既可以设置在壳体11内,也可以设置在壳体11外,还可以作为壳体11的一部分。其中,半导体制冷器设置在壳体11内,更有利于减小半导体制冷器与诸如毫米波射频模块122的热源之间的热阻,并更好地兼顾客户前置设备10的外观品质;半导体制冷器设置在壳体11外或者作为壳体11的一部分,更有利于维持半导体制冷器的冷端的低温状态(相对于热端的高温状态)。进一步地,相较于风扇的非接触式降温,半导体制冷器的热端一般会与诸如毫米波射频模块122的热源接触,以减小两者之间热阻,进而使得半导体制冷器更高效地将热源的热量“搬运”至其冷端。基于此,对于以半导体制冷器作为第二降温装置153的实施例而言,为了兼顾毫米波射频模块122相对于壳体11转动的工作需求,半导体制冷器可以与毫米波射频模块122接触,进而随之相对于壳体11转动,此时可以简单地视作半导体制冷器与壳体11间接连接;半导体制冷器也可以与壳体11直接连接,其热端则尽可能地靠近毫米波射频模块122,以兼顾半导体制冷器对毫米波射频模块122的散热需求与毫米波射频模块122相对于壳体11(及半导体制冷器)转动的工作需求。It should be noted that: for the embodiment in which the fan is used as the
在一些实施例中,第一降温装置152和第二降温装置153均可以为风扇,该风扇可以为轴流式、离心式、混流式或者其他形式的风机,例如压电风扇、电磁风扇等。此时,壳体11可以设有第一通风孔111和第二通风孔112,第一通风孔111和第二通风孔112中的一者用作进风口,另一者则用作出风口。例如:在客户前置设备10的高度方向上,第一通风孔111靠近客户前置设备10的底部,第二通风孔112靠近客户前置设备10的顶部。进一步地,毫米波射频模块122靠近第二通风孔112,也即毫米波射频模块122靠近客户前置设备10的顶部,以降低毫米波射频模块122被遮挡的概率。In some embodiments, both the
作为示例性地,第一降温装置152设置成排出射频系统12产生的热量,也即第一降温装置152在壳体11内形成热对流,以便于及时地带走壳体11内的热量;而第二降温装置153设置成对毫米波射频模块122进行散热。其中,在客户前置设备10工作时,第一降温装置152和第二降温装置153中至少第一降温装置152处于开启状态。具体地,第一降温装置152可以设置成在客户前置设备10工作时常开,以响应客户前置设备10的散热需求;当第一降温装置152超负荷工作而毫米波射频模块122的温度依旧较高时,第二降温装置153可以随即开启,以针对毫米波射频模块122进行散热;当毫米波射频模块122的温度降下去之后则可以关闭第二降温装置153。如此,第二降温装置153可以辅助第一降温装置152对射频系统12进行散热,以在兼顾客户前置设备10的散热需求时允许第一降温装置152在较低的噪声水平下工作,并延长第一降温装置152的使用寿命。As an example, the
进一步地,第一降温装置152的工作模式可以为吹风模式或者抽风模式,以便于排出射频系统12产生的热量;而第二降温装置153的工作模式可以为吹风模式,以便于吹散毫米波射频模块122自身产生的热量或者聚集在毫米波射频模块122处的热量。其中,对于第一降温装置152而言,所谓的吹风模式是指向客户前置设备10内送入冷气,所谓的抽风模式是指向客户前置设备10外送出热气。换言之,以客户前置设备10内的气流作为参考,第一降温装置152的工作模式为吹风模式时位于前述气流的上游,第一降温装置152的工作模式为抽风模式时位于前述气流的下游。Further, the working mode of the
在一些具体的实施方式中,结合图3,第一降温装置152可以靠近第一通风孔111,也即在客户前置设备10的高度方向上,第一降温装置152可以靠近客户前置设备10的底部,第二降温装置153可以靠近客户前置设备10的顶部。此时,由于客户前置设备10内的热气倾向于往客户前置设备10的顶部扩散,而第一降温装置152又靠近客户前置设备10的底部,因此第一降温装置152的工作模式可以优选吹风模式。如此,第一降温装置152产生的气流与客户前置设备10内扩散的热气同向,有利于改善客户前置设备10的散热效果,并降低第一降温装置152及第二降温装置153的功耗。In some specific embodiments, referring to FIG. 3 , the
在其他一些具体的实施方式中,结合图4,第一降温装置152可以靠近第二通风孔112,也即在客户前置设备10的高度方向上,第一降温装置152和第二降温装置153均可以靠近客户前置设备10的顶部。此时,由于客户前置设备10内的热气倾向于往客户前置设备10的顶部扩散,而第一降温装置152又靠近客户前置设备10的顶部,因此第一降温装置152的工作模式可以优选抽风模式。如此,第一降温装置152产生的气流与客户前置设备10内扩散的热气同向,有利于改善客户前置设备10的散热效果,并降低第一降温装置152及第二降温装置153的功耗。In some other specific embodiments, referring to FIG. 4 , the
类似地,客户前置设备10还可以包括第一散热器141和第二散热器142,第一散热器141可以与射频系统12除毫米波射频模块122之外的其他模块连接,第二散热器142可以与毫米波射频模块122连接,以辅助第一降温装置152及第二降温装置153进行散热。具体地,第一电路板125的正反两面中的至少一面可以设置第一散热器141,第一散热器141可以以热辐射等方式对集成在第一电路板125上的4G射频模块121、sub-6G射频模块123和WiFi射频模块124等模块的射频收发器、功放等电子元器件进行散热,第二电路板126背离毫米波射频模块122等模块的一面可以设置第二散热器142,第二散热器142可以以热辐射等方式对集成在第二电路板126上的毫米波射频模块122等模块的射频收发器、功放等电子元器件进行散热。其中,第一散热器141和第二散热器142的导热系数可以大于或者等于100W·(m·K)-1;而空气的导热系数仅约为0.0267W·(m·K)-1。其中,第一散热器141和第二散热器142的材质可以为铝或其铝合金、铜或其铜合金等具有较高的导热系数的金属,也可以为石墨等高导热功能材料。当然,第一散热器141和第二散热器142中每一散热翅还可以设置成诸如均温板(Vapor Chambers,VC)的散热结构。进一步地,第一散热器141与第一电路板125之间以及第二散热器142与第二电路板126之间还可以填充有诸如硅脂、导热凝胶、导热垫、金属片等具有较高的导热系数的热界面材料,以减小界面热阻。Similarly, the
基于上述的相关描述,第一散热器141和第二散热器142可以具有多个间隔设置的散热翅,以增加相应的散热器的散热面积,进而改善客户前置设备10的散热效果。其中,由于第二散热器142的散热翅可以背离毫米波射频模块122延伸,而第二降温装置153又可以位于第二散热器142背离毫米波射频模块122的一侧,因此第二降温装置153产生的气流可以不垂直于第二散热器142的散热翅所在平面,也即第二降温装置153产生的气流尽量沿第二散热器142的两两散热翅之间的缝隙流动,以使得毫米波射频模块122所在区域的热量更高效地散开。Based on the above related descriptions, the
需要说明的是:第一通风孔111和第二通风孔112可以分别位于射频系统12的两端,以便于壳体11内的气流流经第一散热器141和第二散热器142,也即增加前述气流与第一散热器141和第二散热器142之间的热交换量,进而更高效地带走第一散热器141和第二散热器142所传导的射频系统12各个模块产生的热量。It should be noted that the
在其他一些实施例中,第一降温装置152可以为风扇,第二降温装置153可以为半导体制冷器。其中,第一降温装置152的工作模式及其在客户前置设备10内的相对位置与上述实施例的相同或者相似,在此不再赘述。不同的是:第二降温装置153与毫米波射频模块122连接,例如第二降温装置153的热端与毫米波射频模块122接触,两者之间还可以填充有诸如硅脂、导热凝胶、导热垫、金属片等具有较高的导热系数的热界面材料,以减小界面热阻。进一步地,第二降温装置153还可以作为壳体11的一部分,以允许第二降温装置153的冷端直接暴露于客户前置设备10所在的外界环境,从而充分利用外界环境的热辐射、热对流等,进而使得第二降温装置153的冷端尽可能维持一个较低的温度。In some other embodiments, the
在其他另一些实施例中,第一降温装置152可以为半导体制冷器,第二降温装置153可以为风扇;或者,第一降温装置152可以均为半导体制冷器,他们的具体结构与上述任一实施例的相同或者相似,在此不再赘述。In other other embodiments, the
基于上述的详细描述,由于射频系统12设置在壳体11内,使得射频系统12产生的热量除了在第一降温装置152及第二降温装置153产生的气流的引导下被排出客户前置设备10(也即热对流)之外,还会部分被壳体11吸收,进而通过壳体11向客户前置设备10外的四面八方扩散(也即热辐射)。在此热辐射过程中,散热特征几乎是串联关系,也即红外电磁波从射频系统12通过层层热传导直至壳体11,壳体11再通过自然对流和/或热辐射将热量散失到客户前置设备10所在的环境中。此时,受制于壳体11的热传导能力,前述热辐射的效率往往较低。为此,本申请的一个发明构思可以是:将壳体11等结构设计成红外电磁波可直接穿过,以允许壳体11内射频系统12或与其连接的第一散热器141和第二散热器142(以下简称“热源”)所激发的红外电磁波直接发射到客户前置设备10所在的环境中,开辟出一条热阻更低的热辐射通道,从而提升散热效率。Based on the above detailed description, since the
作为示例性地,壳体11可以由红外透射材料制成,所述红外透射材料对中红外波段的红外电磁波的平均透射率可以大于或者等于0.5。优选地,所述红外透射材料对中红外波段的红外电磁波的平均透射率可以大于或者等于0.6。如此,相较于相关技术中通过壳体11向外辐射散热,其散热能力是极其有限的,本申请中热源所激发的红外电磁波可以直接穿过壳体11,进而散发到客户前置设备10所在的环境中,以改善客户前置设备10的散热效果。As an example, the
需要说明的是:本申请所述的红外透射材料是指能透过特定波段的红外电磁波的材料。其中,前述特定波段可以指波长介于2.5μm与25μm或者频率介于400cm-1与400cm-1的中红外波段。作为示例性地,红外透射材料的材质可以为硫化锌(ZnS)、硒化锌(ZnSe)、锗(Ge)、氟化钙(CaF2)、氟化钡(BaF2)中的任意一种或其组合。进一步地,本申请所述的平均透射率α满足以下关系式:It should be noted that the infrared transmissive material described in this application refers to a material that can transmit infrared electromagnetic waves in a specific wavelength band. Wherein, the aforementioned specific waveband may refer to a mid-infrared waveband with a wavelength between 2.5 μm and 25 μm or a frequency between 400 cm −1 and 400 cm −1 . As an example, the material of the infrared transmission material may be any one of zinc sulfide (ZnS), zinc selenide (ZnSe), germanium (Ge), calcium fluoride (CaF 2 ), and barium fluoride (BaF 2 ). or a combination thereof. Further, the average transmittance α described in this application satisfies the following relationship:
式中,λ1和λ2分别表示特定波段中波长的下限值和上限值,例如中红外波段中λ1=2.5μm,λ2=25μm;αλ表示红外透射材料对波长为λ的电磁波的透射率。In the formula, λ 1 and λ 2 respectively represent the lower limit and upper limit of the wavelength in a specific band, for example, in the mid-infrared band, λ 1 =2.5μm,λ 2 =25μm; Transmittance of electromagnetic waves.
参阅图5,图5是本申请提供的客户前置设备的控制方法一实施例的流程示意图。需要说明的是:为了便于描述,下文以特定的步骤顺序示例性地说明客户前置设备的控制方法;但前述控制方法还可以包括额外的或者较少的步骤,且其中某几个步骤也可以同时执行或者颠倒执行的先后顺序。Referring to FIG. 5 , FIG. 5 is a schematic flowchart of an embodiment of a control method for a customer premises equipment provided by the present application. It should be noted that: for the convenience of description, the following exemplarily illustrates the control method of the customer premise equipment in a specific sequence of steps; however, the foregoing control method may also include additional or fewer steps, and some of the steps may also be Execute simultaneously or reverse the order of execution.
基于上述的相关描述,并结合图3及图4,本申请所述的控制方法例如用于第一降温装置152和第二降温装置153均为风扇的客户前置设备10,为了便于描述,可以定义第一降温装置152和第二降温装置153分别为第一风扇和第二风扇。此时,本申请所述的控制方法主要是用于调节第一风扇的转速、第二风扇的开启与否及其转速,以满足客户前置设备10的散热需求及低噪需求。其中,结合图5,本申请所述的控制方法可以包括以下步骤:Based on the above-mentioned relevant descriptions and in conjunction with FIG. 3 and FIG. 4 , the control method described in this application is, for example, used in the customer front-
步骤S101:检测第一风扇的转速。Step S101: Detect the rotational speed of the first fan.
作为示例性地,第一风扇可以设置成在客户前置设备10工作时常开,以响应客户前置设备10的散热需求。其中,第一风扇可以具有档位调速、线性调速和PID调速等调速功能,使之转速可以介于预设的最低工作转速与预设的最高工作转速之间;最低工作转速用于减少第一风扇开启/开闭(也即启停)的次数,以延长第一风扇的使用寿命,而最高工作转速用于限制第一风扇的噪声水平,使得客户前置设备10在极限状态下工作时依然具有较低的噪声水平。显然,有必要检测第一风扇的转速,以便于评估第一风扇的散热效率是否满足客户前置设备10的散热需求,进而判断第二风扇是否开启。As an example, the first fan may be set to be always on when the
步骤S102:检测毫米波射频模块的温度。Step S102: Detect the temperature of the millimeter wave radio frequency module.
基于上述的详细描述,射频系统12中毫米波射频模块122所在区域的散热效率往往较低,毫米波射频模块122随之因高温失效的概率也往往较高。因此,同样有必要检测毫米波射频模块122的温度,以便于评估第一风扇的散热效率是否满足客户前置设备10的散热需求,进而判断第二风扇是否开启。Based on the above detailed description, the heat dissipation efficiency of the area where the millimeter wave
步骤S103:判断第一风扇的转速是否大于预设的最高工作转速。Step S103: Determine whether the rotational speed of the first fan is greater than the preset maximum operating rotational speed.
步骤S104:判断毫米波射频模块的温度是否高于预设的警戒温度。Step S104: Determine whether the temperature of the millimeter-wave radio frequency module is higher than a preset warning temperature.
在步骤S103的判断结果为第一风扇的转速大于预设的最高工作转速且步骤S104的判断结果为毫米波射频模块的温度高于预设的警戒温度时,也即若第一风扇的转速大于预设的最高工作转速且毫米波射频模块122的温度高于预设的警戒温度,则执行步骤S105,开启第二风扇。换言之,即便第一风扇超负荷工作,毫米波射频模块122的温度依旧较高,则开启第二风扇,以针对毫米波射频模块122进行散热,进而辅助第一风扇对射频系统12进行散热,以在兼顾客户前置设备10的散热需求时允许第一风扇在较低的噪声水平下工作,并延长第一风扇的使用寿命。When the determination result in step S103 is that the rotational speed of the first fan is greater than the preset maximum operating rotational speed and the determination result in step S104 is that the temperature of the millimeter-wave radio frequency module is higher than the preset warning temperature, that is, if the rotational speed of the first fan is greater than When the preset maximum operating speed and the temperature of the millimeter-wave
在步骤S103的判断结果为第一风扇的转速小于预设的最高工作转速时,也即若第一风扇未超负荷工作,则执行步骤S101,检测第一风扇的转速。除此之外,由于第一风扇可以具有调速功能,使得除了继续检测第一风扇的转速之外,还可以结合毫米波射频模块122的温度增大或者减小第一风扇的转速,也即动态调节第一风扇的转速,进而兼顾客户前置设备10的散热需求与功耗。When the determination result in step S103 is that the rotational speed of the first fan is less than the preset maximum operating rotational speed, that is, if the first fan is not overloaded, step S101 is executed to detect the rotational speed of the first fan. In addition, since the first fan can have a speed regulation function, in addition to continuing to detect the speed of the first fan, the temperature of the millimeter-wave
在步骤S104的判断结果为毫米波射频模块的温度低于预设的警戒温度时,则执行步骤S102,检测毫米波射频模块的温度。When the determination result in step S104 is that the temperature of the millimeter-wave radio frequency module is lower than the preset warning temperature, step S102 is executed to detect the temperature of the millimeter-wave radio frequency module.
步骤S105:开启第二风扇。Step S105: Turn on the second fan.
作为示例性地,第一风扇可以设置成在客户前置设备10工作时常开,以响应客户前置设备10的散热需求;当第一风扇超负荷工作而毫米波射频模块122的温度依旧较高时,第二风扇可以随即开启,以针对毫米波射频模块122进行散热,也即第二风扇可以辅助第一风扇对射频系统12进行散热,以在兼顾客户前置设备10的散热需求时允许第一风扇在较低的噪声水平下工作,并延长第一风扇的使用寿命。其中,第二风扇可以具有档位调速、线性调速和PID调速等调速功能,以便于根据毫米波射频模块122的温度动态调节第二风扇的功耗,进而兼顾客户前置设备10的散热需求与功耗。As an example, the first fan can be set to be always on when the
步骤S106:判断毫米波射频模块的温度是否低于警戒温度。Step S106: Determine whether the temperature of the millimeter wave radio frequency module is lower than the warning temperature.
在步骤S106的判断结构为毫米波射频模块的温度低于警戒温度,则执行步骤S107,关闭第二风扇;在步骤S106的判断结构为毫米波射频模块的温度低于警戒温度时,则执行步骤S102,检测毫米波射频模块的温度。In the judging structure in step S106, the temperature of the millimeter-wave radio frequency module is lower than the warning temperature, then step S107 is executed to turn off the second fan; when the judging structure in step S106 is that the temperature of the millimeter-wave radio frequency module is lower than the warning temperature, the step S107 is executed. S102, the temperature of the millimeter wave radio frequency module is detected.
步骤S107:关闭第二风扇。Step S107: Turn off the second fan.
作为示例性地,由于第二风扇开启并针对毫米波射频模块122进行散热,使得第一风扇的散热能力变相地得以加强,射频系统12(尤其是毫米波射频模块122)的温度也逐渐降低。因此,一段时间之后,毫米波射频模块122的温度会低于警戒温度,第二风扇也随即关闭,并维持第一风扇的开启状态,以兼顾客户前置设备10的散热需求与功耗。As an example, since the second fan is turned on and dissipates heat for the millimeter-wave
步骤S108:判断第一风扇的转速是否小于预设的最低工作转速。Step S108: Determine whether the rotational speed of the first fan is less than the preset minimum operating rotational speed.
在步骤S108的判断结构为第一风扇的转速小于预设的最低工作转速时,执行步骤S105和步骤S109,开启第二风扇,并发出警报;在步骤S108的判断结构为第一风扇的转速大于预设的最低工作转速时,执行步骤S103,判断第一风扇的转速是否大于预设的最高工作转速。When the judging structure in step S108 is that the rotational speed of the first fan is less than the preset minimum operating rotational speed, steps S105 and S109 are executed to turn on the second fan and an alarm is issued; the judging structure in step S108 is that the rotational speed of the first fan is greater than When the preset minimum operating speed is reached, step S103 is executed to determine whether the speed of the first fan is greater than the preset maximum operating speed.
步骤S109:发出警报。Step S109: issue an alarm.
作为示例性地,第一风扇在客户前置设备10工作时可以常开,以便于响应客户前置设备10的散热需求,第一风扇也存在因润滑油的损耗、应力集中以及灰尘的进入/集聚等因素而失效的风险。因此,有必要判断第一风扇的转速是否小于预设的最低工作转速,以便于评估第一风扇的工作状态是否正常。具体地,当第一风扇的转速小于预设的最低工作转速(例如第一风扇的转速为零)时,也即若第一风扇发生故障,则开启第二风扇,并发出警报,以保障客户前置设备10的工作,并提醒用户进行维修或者更换。As an example, the first fan can be normally turned on when the customer's front-
需要说明的是:在诸如第一降温装置152为风扇,第二降温装置153为半导体制冷器实施例中,客户前置设备10也可以采用类似的控制方法,主要区别在于:需要检测并控制通入半导体制冷器的电流。It should be noted that: in an embodiment such as the
以上所述仅为本申请的部分实施例,并非因此限制本申请的保护范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。The above descriptions are only part of the embodiments of the present application, and are not intended to limit the protection scope of the present application. Any equivalent device or equivalent process transformation made by using the contents of the description and drawings of the present application, or directly or indirectly applied to other related The technical field is similarly included in the scope of patent protection of this application.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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