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ANSYS Icepak应用于PCI-e板卡的热设计优化

5年前浏览5579

某一遥感探测装置内装了一块高热耗的PCI-e板卡,用于卫星通信。遥感探测装置是卫星与卫星控制中心之间最关键的桥梁。根据不同的工作条件,PCI-e板卡将散发40-50w的热耗。目前需要寻找最佳的散热方式,将PCI-e板卡上BGA的温度降低到最低。

对于这个级别的热耗,热管散热器是一个最有效的选择。目前高端显卡均使用热管散热器来进行散热。使用Icepak建立详细的PCI-e板卡CFD热模型,包括FPGA、PHY、DDR、DDS、Omap、LTM芯片、RF、散热器等等。PCB板的热模型通过导入客户提供的ECAD布线来建立。系统被放置在55C的环境温度下进行模拟计算,高海拔环境(压力为75000pa),空气流量300LFM。

对原始CFD模型进行计算,可以得到整个系统内的气流、温度分布;各个器件的结温;外壳的温度分布。针对计算的结果,我们进行了以下的改进:

——对于温度超过或者接近最高限制的器件,计算出其需要的最小散热器热阻,以将它们的温度控制在合理范围之内;

——对超过最小结温要求的器件进行热路设计;

——优化散热器结构。

优化的散热器如下图:

使用上图的热管散热器,可以在上述环境下(55C,75000pa、300LFM),所有器件的温度均低于限制的最高温度;顶面的Baffle导流板必须存在,它将阻止并破坏气流的短路现象,深刻降低板卡各个器件的结温;内嵌于基板的热管会将芯片的热耗尽快导致翅片上,有效地“增大”了散热器的散热面积。

Icepak换热散热流体基础通用更多行业
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首次发布时间:2018-12-24
最近编辑:5年前
王永康
硕士 | 产品经理 热设计热仿真计算
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2条评论
伊芙利特
keep moving
4年前
学习
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我是大兵啊
签名征集中
4年前
空气流量30FLM在哪里设置呢
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