Het hoornvormige vinontwerp kan de efficiëntie van de warmteafvoer van het koellichaam van de pinvin verbeteren;
Het hoornvormige vinontwerp kan de efficiëntie van de warmteafvoer van het koellichaam van de pinvin verbeteren.
In de afgelopen jaren hebben de functies van geavanceerde FPGA's zich snel ontwikkeld tot ongekende hoogten. Helaas heeft de snelle ontwikkeling van functies ook de vraag naar warmteafvoer doen toenemen. Daarom hebben ontwerpers efficiëntere koellichamen nodig om te voorzien in voldoende koelingseisen voor geïntegreerde schakelingen.
Om aan de bovenstaande behoeften te voldoen, hebben leveranciers van thermisch beheer een verscheidenheid aan hoogwaardige ontwerpoplossingen voor koellichamen geïntroduceerd die bij een bepaalde capaciteit een sterker koeleffect kunnen bieden. De hoornvormige pin-fin-radiator is een van de belangrijkste technologieën die de afgelopen jaren zijn geïntroduceerd. Dit soort koellichaam is oorspronkelijk ontworpen voor FPGA-koeling en sommige van zijn eigenschappen maken het bijzonder geschikt voor gewone FPGA-omgevingen.
Betere koeling en luchtstroombeheer.
Uitlopende pin fin koellichaam is uitgerust met een reeks cilindrische pinnen. Zoals getoond in figuur 1 dienen deze pennen als vinnen voor het koellichaam en zijn opgesteld in een naar buiten hellende vorm. Vanwege zijn unieke fysieke structuur is het hoornvormige koellichaam met pin-vin geoptimaliseerd voor luchtstroomomgevingen met lage en gemiddelde snelheid, en het kan in deze omgeving een ongekend koeleffect bereiken. Het materiaal van dit type koellichaam kan van koper of aluminium zijn, en de voetafdruk varieert van 0,54 x 0,54 inch tot 2,05 x 2,05 inch, en de hoogte varieert van minder dan een halve inch tot iets meer dan een inch. Dit formaat kan voldoen aan de eisen van verschillende formaten FPGA's.
Het hoornvormige koellichaam met pinvin is een afgeleide ontwikkeling van het traditionele koellichaam en de traditionele vinnen zijn verticaal gerangschikt (zie afbeelding 2). Om de koeleigenschappen van het hoornvormige pin-fin-koellichaam te begrijpen, moeten we eerst de koeleigenschappen van de traditionele radiator begrijpen. De koelprestaties van het traditionele koellichaam zijn ook erg goed, wat vooral tot uiting komt in de lage thermische weerstand. De eenheid van thermische weerstand is °C/W, die wordt gebruikt om het aantal graden Celsius (hoger dan de omgevingstemperatuur) te meten dat het apparaat per watt vermogen verbruikt om de temperatuur te laten stijgen.
De lage thermische weerstand van traditionele pin-fin-koellichamen is voornamelijk te wijten aan de volgende kenmerken: cilindrische pinnen, de omnidirectionele structuur van de pin-array en het grote oppervlak, en de hoge thermische geleidbaarheid van de basis en pinnen, enz. Helpt bij het verbeteren de prestaties van het koellichaam. In vergelijking met vierkante of rechthoekige vinnen hebben cilindrische pinnen een lagere weerstand tegen luchtstroom. In combinatie met de omnidirectionele structuur van de pin-array, helpt het de omringende luchtstroom om de pin-array gemakkelijk in en uit te gaan.
Om een significant koelend effect te bereiken, moet het koellichaam voldoende oppervlak hebben, anders kan het koellichaam niet voldoende warmte afvoeren als het oppervlak te klein is. Tegelijkertijd, als het oppervlak van het koellichaam groter is (hoe meer pinnen het bevat), hoe moeilijker het is voor de omringende luchtstroom om de pin-array binnen te gaan. Helaas, als het koellichaam niet volledig wordt blootgesteld aan de omringende luchtstroom, hoe groot het oppervlak ook is, zal het de warmte niet effectief kunnen afvoeren.
Vergroot de afstand tussen de pennen om de lucht gemakkelijker te laten circuleren. De snelheid waarmee de lucht door het koellichaam gaat, moet dicht bij de snelheid liggen waarmee de lucht het koellichaam binnenkomt.
Door de penopstelling compacter te maken om het oppervlak te vergroten, kunnen de koelprestaties van het koellichaam worden verbeterd. Dit zal echter de luchtstroom belemmeren, waardoor de warmteafvoerprestaties afnemen. Dit is een inherente tegenstrijdigheid waarmee leveranciers te maken krijgen bij het ontwerpen van koellichamen met verticale pennen.
Door de pennen naar buiten te buigen, overwinnen de hoornvormige pennen echter effectief de tegenstelling tussen oppervlakte en pendichtheid. Deze methode vergroot de afstand tussen de pinnen in een bepaald gebied aanzienlijk.
Daarom kan de omringende luchtstroom de pin-array gemakkelijker binnenkomen en verlaten. Het oppervlak van het koellichaam wordt met een sneller debiet aan de lucht blootgesteld en daardoor wordt ook het warmteafvoervermogen sterk vergroot. Deze verbetering is vooral merkbaar wanneer de luchtstroomsnelheid laag is, want hoe langzamer de luchtstroomsnelheid, des te moeilijker het is voor de omringende lucht om de pennenreeks van het koellichaam binnen te dringen. Daarom is het hoornvormige pin-koellichaam het meest geschikt voor omgevingen met een lage luchtsnelheid.
