3G系統(tǒng)中某種Node B的熱仿真分析
景麥麗 (1. 航天時(shí)代電子公司771 所,陜西西安 710075)
王更 (2. 深圳中興通訊股份有限公司西安研究所,陜西西安 710075)
【摘要】：用Flotherm軟件對(duì) 3G系統(tǒng)中某種NodeB的不同散熱結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仿真分析 ,通過對(duì)各種分析結(jié)果的比較 ,找出了適合該NodeB的散熱模型 ,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì) ,以供實(shí)際應(yīng)用借鑒。
【作者單位】： 航天時(shí)代電子公司771所 深圳中興通訊股份有限公司西安研究所
【關(guān)鍵詞】： 熱仿真 Flotherm 散熱 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【分類號(hào)】：TN929.5
Thermal Simulation Analysis of a Node B in the 3G System
JING Mai-li , WANG Geng
(1. Aerospace Times Electronics Corporation 771 Institute , Xi′an 710075 , China)
(2. Shenzhen ZTE Telecommunication Joint Stock Co. Ltd. Xi′an Institute , Xi′an 710075 , China)
Abstract :This paper analyzes different heat dissipating models of different structures with Flotherm software. By comparing the results , we have found the model suitable for the Node B and on the basis of this , we have carried out an optimized design which can be used in practical application.
Keywords :thermal simulation ;Flotherm;heat dissipating ;optimized design
0 引 言隨著現(xiàn)代通訊技術(shù)的不斷發(fā)展 ,通訊產(chǎn)品的功率越來越大 ,散熱量也就相應(yīng)地增大 ,但實(shí)際使用時(shí)又對(duì)產(chǎn)品的溫升有很大的限制 ,所以傳統(tǒng)的熱設(shè)計(jì)方法已經(jīng)完全不能滿足這種技術(shù)挑戰(zhàn)。而基于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)、數(shù)值傳熱學(xué)和有限元分析法的現(xiàn)代熱仿真技術(shù)正是能夠滿足目前需要的熱設(shè)計(jì)手段,特別是隨著商用仿真軟件的完善,熱仿真技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。文中介紹采用Flotherm 軟件對(duì)3G 系統(tǒng)中某種Node B 的不同散熱結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱仿真分析的情況。通過對(duì)十二種結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析,確定了適合該Node B的設(shè)計(jì)模型。并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),以供實(shí)際應(yīng)用借鑒。
1 物理模型
實(shí)際模型包括散熱器、遮陽板以及一個(gè)四面拼裝的機(jī)箱。機(jī)箱內(nèi)主要有4 個(gè)SWIPA2RF 模塊和1 個(gè)電源模塊,機(jī)箱的材質(zhì)為鋁板。
2 有限元模型的建立
2. 1 散熱器的建模
散熱器要根據(jù)網(wǎng)格數(shù)和使用者的需求來決定建何種模型。若使用者需要知道散熱器的肋片之間的空氣流速和溫度等情況,就需要建復(fù)雜的模型,否則可以建簡(jiǎn)單的模型。但復(fù)雜模型會(huì)產(chǎn)生很細(xì)密的網(wǎng)格,會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)的性能提出很高的要求,同時(shí)需要較長的計(jì)算時(shí)間。
2. 2 PSU和SWIPA2RF 模塊的建模
文章主要敘述控制發(fā)熱器件周圍的溫度,各芯片的具體散熱并不是分析的重點(diǎn),因此文中對(duì)PSU 和SWIPA2RF 模塊進(jìn)行模塊級(jí)建模。
2. 3 機(jī)箱的建模
由于機(jī)箱是密封的,而且在機(jī)箱內(nèi)部散熱主要是通過自然對(duì)流進(jìn)行的,因此按照Flotherm 手冊(cè),對(duì)機(jī)箱的建模采用thick wall ,并給以一定的厚度。
3 整機(jī)的熱仿真分析
3. 1 目的及假設(shè)條件
首先對(duì)整機(jī)的出世模型進(jìn)行系統(tǒng)分析,然后變換散熱器的肋片數(shù)量、肋高以及遮陽板的狀態(tài)及高度,比較分析以尋求最佳的裝配,使得機(jī)箱內(nèi)的各器件周圍的溫度不超過85 ℃或者更低。圖1 是Flotherm 所示出
的仿真模型圖。
4 總 結(jié)
依照設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和上面的仿真結(jié)果,可以確定第十二種方案是一種比較合理的方案,但從優(yōu)化的角度講,第11 種和12 種算例的結(jié)合才是最佳的設(shè)計(jì)。
總之,文中的分析和計(jì)算表明,在設(shè)計(jì)階段對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行仿真分析就可以確定產(chǎn)品內(nèi)部的流場(chǎng)分布和溫度分布,提前預(yù)知結(jié)果,并能提供優(yōu)化設(shè)計(jì),提高產(chǎn)品的質(zhì)量。
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