應(yīng)用 | Icepak應(yīng)用于PCI-e板卡的熱設(shè)計(jì)優(yōu)化

2017-06-06 by:CAE仿真在線(xiàn) 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

某一遙感探測(cè)裝置內(nèi)裝了一塊高熱耗的PCI-e板卡,用于衛(wèi)星通信。遙感探測(cè)裝置是衛(wèi)星與衛(wèi)星控制中心之間最關(guān)鍵的橋梁。根據(jù)不同的工作條件,PCI-e板卡將散發(fā)40-50w的熱耗。目前需要尋找最佳的散熱方式,將PCI-e板卡上BGA的溫度降低到最低。

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對(duì)于這個(gè)級(jí)別的熱耗,熱管散熱器是一個(gè)最有效的選擇。目前高端顯卡均使用熱管散熱器來(lái)進(jìn)行散熱。使用Icepak建立詳細(xì)的PCI-e板卡CFD熱模型,包括FPGA、PHY、DDR、DDS、Omap、LTM芯片、RF、散熱器等等。PCB板的熱模型通過(guò)導(dǎo)入客戶(hù)提供的ECAD布線(xiàn)來(lái)建立。系統(tǒng)被放置在55C的環(huán)境溫度下進(jìn)行模擬計(jì)算,高海拔環(huán)境(壓力為75000pa),空氣流量300LFM。

對(duì)原始CFD模型進(jìn)行計(jì)算,可以得到整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的氣流、溫度分布;各個(gè)器件的結(jié)溫;外殼的溫度分布。針對(duì)計(jì)算的結(jié)果,我們進(jìn)行了以下的改進(jìn):

——對(duì)于溫度超過(guò)或者接近最高限制的器件,計(jì)算出其需要的最小散熱器熱阻,以將它們的溫度控制在合理范圍之內(nèi);

——對(duì)超過(guò)最小結(jié)溫要求的器件進(jìn)行熱路設(shè)計(jì);

——優(yōu)化散熱器結(jié)構(gòu)。

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優(yōu)化的散熱器如下圖:

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使用上圖的熱管散熱器,可以在上述環(huán)境下(55C,75000pa、300LFM),所有器件的溫度均低于限制的最高溫度;頂面的Baffle導(dǎo)流板必須存在,它將阻止并破壞氣流的短路現(xiàn)象,深刻降低板卡各個(gè)器件的結(jié)溫;內(nèi)嵌于基板的熱管會(huì)將芯片的熱耗盡快導(dǎo)致翅片上,有效地“增大”了散熱器的散熱面積。

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