應用 | Icepak應用于PCI-e板卡的熱設計優化

2017-06-06  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

某一遙感探測裝置內裝了一塊高熱耗的PCI-e板卡,用于衛星通信。遙感探測裝置是衛星與衛星控制中心之間最關鍵的橋梁。根據不同的工作條件,PCI-e板卡將散發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。

對于這個級別的熱耗,熱管散熱器是一個最有效的選擇。目前高端顯卡均使用熱管散熱器來進行散熱。使用Icepak建立詳細的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板的熱模型通過導入客戶提供的ECAD布線來建立。系統被放置在55C的環境溫度下進行模擬計算,高海拔環境(壓力為75000pa),空氣流量300LFM。

對原始CFD模型進行計算,可以得到整個系統內的氣流、溫度分布;各個器件的結溫;外殼的溫度分布。針對計算的結果,我們進行了以下的改進:

——對于溫度超過或者接近最高限制的器件,計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;

——對超過最小結溫要求的器件進行熱路設計;

——優化散熱器結構。

優化的散熱器如下圖:

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

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