Den hornformede finnedesignen kan forbedre varmeavledningseffektiviteten til pinnefinnens varmeavleder
Den hornformede finnedesignen kan forbedre varmeavledningseffektiviteten til pinnefinnens varmeavleder.
De siste årene har funksjonene til banebrytende FPGA-er raskt utviklet seg til enestående høyder. Dessverre har den raske utviklingen av funksjoner også økt etterspørselen etter varmeavledning. Derfor trenger designere mer effektive kjøleribber for å gi tilstrekkelige kjølekrav til integrerte kretsløp.
For å møte behovene ovenfor har leverandører av termisk styring introdusert en rekke høyytelsesløsninger for kjøleribbedesign som kan gi en sterkere kjøleeffekt under en gitt kapasitet. Den hornformede pinnefinne-radiatoren er en av de viktigste teknologiene som er introdusert de siste årene. Denne typen kjøleribbe ble opprinnelig designet for FPGA-kjøling, og noen av egenskapene gjør den spesielt egnet for vanlige FPGA-miljøer.
Bedre kjøling og luftstrømstyring.
Utvidet pinnefinne kjøleribbe er utstyrt med en serie sylindriske pinner. Som vist i figur 1 tjener disse pinnene som finner for kjøleribben og er anordnet i en utoverskrående form. På grunn av sin unike fysiske struktur, er den hornformede pinne-kjøleribben optimalisert for lav- og middelhastighets luftstrømmiljøer, og den kan oppnå en enestående kjøleeffekt i dette miljøet. Materialet til denne typen kjøleribbe kan være kobber eller aluminium, og fotavtrykket varierer fra 0,54×0,54 tommer til 2,05×2,05 tommer, og høyden varierer fra mindre enn en halv tomme til litt over en tomme. Denne størrelsen kan oppfylle kravene til ulike størrelser av FPGA-er.
Den hornformede pinnefinne-kjøleribben er en avledet utvikling av den tradisjonelle kjøleribben, og de tradisjonelle finnene er anordnet vertikalt (se figur 2). For å forstå kjøleegenskapene til den hornformede stiftfinnekjøleribben, bør vi først forstå kjøleegenskapene til den tradisjonelle radiatoren. Kjøleytelsen til den tradisjonelle kjøleribben er også veldig god, hovedsakelig reflektert i den lave termiske motstanden. Enheten for termisk motstand er °C/W, som brukes til å måle antall grader Celsius (høyere enn omgivelsestemperaturen) som enheten bruker per watt strøm for å få temperaturen til å stige.
Den lave termiske motstanden til tradisjonelle pin-fin kjøleribber skyldes hovedsakelig følgende egenskaper: sylindriske pinner, den rundstrålende strukturen til pinne-arrayen og dens store overflate, og den høye termiske ledningsevnen til basen og pinnene, etc. Bidrar til å forbedre ytelsen til kjøleribben. Sammenlignet med firkantede eller rektangulære finner har sylindriske pinner lavere motstand mot luftstrøm. Sammen med den rundstrålende strukturen til pinne-arrayen, hjelper det den omkringliggende luftstrømmen til å komme inn og ut av pin-arrayet enkelt.
For å oppnå en betydelig kjøleeffekt må kjøleribben ha tilstrekkelig overflate, ellers hvis overflaten er for liten, kan kjøleribben ikke avlede nok varme. Samtidig, hvis overflaten til kjøleribben er større (jo flere pinner den inneholder), desto vanskeligere er det for den omkringliggende luftstrømmen å komme inn i pinnegruppen. Dessverre, hvis kjøleribben ikke er fullstendig eksponert for den omkringliggende luftstrømmen, uansett hvor stor overflate den er, vil den ikke være i stand til effektivt å spre varmen.
Forstørre pinneavstanden for å la luften sirkulere lettere. Hastigheten luften passerer gjennom kjøleribben bør være nær hastigheten luften kommer inn i kjøleribben.
Ved å gjøre pinnearrangementet mer kompakt for å øke overflatearealet, kan kjøleytelsen til kjøleribben forbedres. Imidlertid vil dette hindre luftstrømmen, og dermed redusere varmeavledningsytelsen. Dette er en iboende selvmotsigelse som leverandørene må møte når de designer vertikale pinne-kjøleribber.
Men ved å bøye tappene utover, overvinner de hornformede tappene effektivt motsetningen mellom overflateareal og stifttetthet. Denne metoden øker avstanden mellom pinnene i et gitt område betydelig.
Derfor kan den omkringliggende luftstrømmen komme inn og ut av pinne-arrayen mer praktisk. Kjøleribbens overflate eksponeres for luften med en raskere strømningshastighet, og varmeavledningskapasiteten økes også kraftig som et resultat. Denne forbedringen er spesielt merkbar når luftstrømhastigheten er lav, fordi jo langsommere luftstrømhastigheten er, desto vanskeligere er det for den omkringliggende luften å komme inn i kjøleribbens-pinnen. Derfor er den hornformede pinnekjøleribben best egnet for miljøer med lav lufthastighet.
