Den hornformade fendesignen kan förbättra värmeavledningseffektiviteten hos stiftflänsens kylfläns
Den hornformade fendesignen kan förbättra värmeavledningseffektiviteten hos stiftflänsens kylfläns.
Under de senaste åren har funktionerna hos banbrytande FPGA:er snabbt utvecklats till oöverträffade höjder. Tyvärr har den snabba utvecklingen av funktioner också ökat kravet på värmeavledning. Därför behöver designers mer effektiva kylflänsar för att tillhandahålla tillräckliga kylningskrav för integrerade kretsar.
För att möta ovanstående behov har leverantörer av termisk hantering introducerat en mängd olika högpresterande kylflänsdesignlösningar som kan ge en starkare kyleffekt under en given kapacitet. Den hornformade stiftkylaren är en av de viktigaste teknologierna som introducerats under de senaste åren. Denna typ av kylfläns designades ursprungligen för FPGA-kylning, och några av dess egenskaper gör den särskilt lämplig för vanliga FPGA-miljöer.
Bättre kylning och luftflödeshantering.
Utsvängda stiftkylare är utrustad med en serie cylindriska stift. Såsom visas i figur 1 tjänar dessa stift som fenor för kylflänsen och är anordnade i en utåtlutande form. På grund av sin unika fysiska struktur är den hornformade kylflänsen med stift optimerad för låg- och medelhastighets luftflödesmiljöer, och den kan uppnå en aldrig tidigare skådad kyleffekt i denna miljö. Materialet i denna typ av kylfläns kan vara koppar eller aluminium, och fotavtrycket sträcker sig från 0,54×0,54 tum till 2,05×2,05 tum, och höjden varierar från mindre än en halv tum till drygt en tum. Denna storlek kan uppfylla kraven för olika storlekar av FPGA.
Den hornformade stiftfena kylflänsen är en härledd utveckling av den traditionella kylflänsen, och de traditionella fenorna är anordnade vertikalt (se figur 2). För att förstå kylegenskaperna hos den hornformade stiftfena kylflänsen, bör vi först förstå kylegenskaperna hos den traditionella kylaren. Kylprestandan hos den traditionella kylflänsen är också mycket bra, främst återspeglas i det låga termiska motståndet. Enheten för termiskt motstånd är °C/W, som används för att mäta antalet grader Celsius (högre än omgivningstemperaturen) som enheten förbrukar per watt effekt för att få temperaturen att stiga.
Den låga termiska resistansen hos traditionella pin-fen kylflänsar beror främst på följande egenskaper: cylindriska pinnar, den rundstrålande strukturen av pin-arrayen och dess stora yta, och den höga värmeledningsförmågan hos basen och pinnar, etc. Hjälper till att förbättra kylflänsens prestanda. Jämfört med kvadratiska eller rektangulära fenor har cylindriska stift lägre motstånd mot luftflöde. Tillsammans med den rundstrålande strukturen hos stiftfältet, hjälper det det omgivande luftflödet att enkelt komma in och ut ur stiftfältet.
För att uppnå en betydande kyleffekt måste kylflänsen ha tillräcklig yta, annars kan kylflänsen, om ytan är för liten, avleda tillräckligt med värme. Samtidigt, om kylflänsens yta är större (ju fler stift den innehåller), desto svårare är det för det omgivande luftflödet att komma in i stiftgruppen. Tyvärr, om kylflänsen inte är helt exponerad för det omgivande luftflödet, oavsett hur stor yta den är, kommer den inte att kunna avleda värme effektivt.
Förstora stiftavståndet så att luften lättare kan cirkulera. Hastigheten med vilken luften passerar genom kylflänsen bör vara nära den hastighet med vilken luften kommer in i kylflänsen.
Genom att göra stiftarrangemanget mer kompakt för att öka ytarean kan kylflänsens kylprestanda förbättras. Men att göra det kommer att hindra luftflödet och därigenom minska värmeavledningsförmågan. Detta är en inneboende motsägelse som leverantörer måste möta när de designar vertikala kylflänsar.
Men genom att böja stiften utåt övervinner de hornformade stiften effektivt motsättningen mellan ytarea och stiftdensitet. Denna metod ökar avsevärt avståndet mellan stiften i ett givet område.
Därför kan det omgivande luftflödet komma in och ut ur stiftuppsättningen mer bekvämt. Kylflänsens yta exponeras för luften med en snabbare flödeshastighet, och värmeavledningsförmågan ökar också kraftigt som ett resultat. Denna förbättring är särskilt märkbar när luftflödeshastigheten är låg, eftersom ju långsammare luftflödeshastigheten är, desto svårare är det för den omgivande luften att komma in i kylflänsstiftsuppsättningen. Därför är den hornformade stiftkylflänsen mest lämplig för miljöer med låg lufthastighet.
