PCIe卡热管案例研究

对于这种功耗水平，热管/散热片设计是最有效的选择。今天的高端计算机图形卡使用类似的系统来释放热量；然而，其中大多数都是通过一个小型车载风扇主动冷却的。为了使系统保持被动，Aavid决定研究双槽设计，其中较大的鳍组将占据第二个槽。

Aavid创建了一个详细的CFD基础模型，其中包括FPGA、PHY、DDR、DDS、Omap、桥接和LTM包。PCB热性能由客户指定的接地层和电源层的数量定义。系统中的其他组件，如RF和散热器板，被建模为散热PCB板。然后在55°C的环境温度、750 hPa的高度压力和300 lfm的流速下对系统进行分析。

根据基础CFD模拟，Aavid能够确定在上述条件下板上的流量和温度图、部件连接温度和外壳热。然后，通过以下方式对基础模型进行修改，以最终确定热解决方案：

•对于处于或高于其热极限的部件，进行了计算，以找到使其进入安全工作范围所需的最小散热器热阻。
•为超过最低结温要求的所有组件设计热解决方案。
•针对DFM，成本和性能优化散热器。

一份完整的热报告和样品单元提供给客户进行测试。这些样品在位于美国新罕布什尔州拉科尼亚总部的avid快速原型工厂生产，允许客户快速有效地验证热解决方案。在成功的样品测试之后，avid对PCIe卡冷却解决方案进行了全面的生产运行，以用于最终产品。从概念到生产，以及在这两者之间的一切，avid都能够为这个困难的热问题提供一个经济有效和及时的解决方案。

•在上述测试条件下（55°C、750hPa和300LFM），所有组件都保持在最高结温极限以下。
•外壳内的环境温度远低于85°C，拟定的散热器设计环境温度为55°C。
•建议使用侧挡板，因为如果包括侧挡板，它们将防止空气旁通，并进一步提高接头温度。
•热管的战略性3D布线允许热量在PCB表面传播，并向上进入散热片。