3G系統中某種Node B的熱仿真分析

景麥麗 (1. 航天時代電子公司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 3G系統中某種NodeB的不同散熱結構進行了仿真分析 ,通過對各種分析結果的比較 ,找出了適合該NodeB的散熱模型 ,并在此基礎上進行優化設計 ,以供實際應用借鑒。
【作者單位】： 航天時代電子公司771所 深圳中興通訊股份有限公司西安研究所
【關鍵詞】： 熱仿真 Flotherm 散熱 優化設計
【分類號】：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　言隨著現代通訊技術的不斷發展 ,通訊產品的功率越來越大 ,散熱量也就相應地增大 ,但實際使用時又對產品的溫升有很大的限制 ,所以傳統的熱設計方法已經完全不能滿足這種技術挑戰。而基于計算流體動力學、數值傳熱學和有限元分析法的現代熱仿真技術正是能夠滿足目前需要的熱設計手段,特別是隨著商用仿真軟件的完善,熱仿真技術得到了越來越廣泛的應用。文中介紹采用Flotherm 軟件對3G 系統中某種Node B 的不同散熱結構進行熱仿真分析的情況。通過對十二種結構進行計算分析,確定了適合該Node B的設計模型。并在此基礎上進行了優化設計,以供實際應用借鑒。

1 　物理模型
實際模型包括散熱器、遮陽板以及一個四面拼裝的機箱。機箱內主要有4 個SWIPA2RF 模塊和1 個電源模塊,機箱的材質為鋁板。
2 　有限元模型的建立

2. 1 　散熱器的建模
散熱器要根據網格數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,就需要建復雜的模型,否則可以建簡單的模型。但復雜模型會產生很細密的網格,會對計算機的性能提出很高的要求,同時需要較長的計算時間。

2. 2 　PSU和SWIPA2RF 模塊的建模
文章主要敘述控制發熱器件周圍的溫度,各芯片的具體散熱并不是分析的重點,因此文中對PSU 和SWIPA2RF 模塊進行模塊級建模。
2. 3 　機箱的建模
由于機箱是密封的,而且在機箱內部散熱主要是通過自然對流進行的,因此按照Flotherm 手冊,對機箱的建模采用thick wall ,并給以一定的厚度。

3 　整機的熱仿真分析
3. 1 　目的及假設條件
首先對整機的出世模型進行系統分析,然后變換散熱器的肋片數量、肋高以及遮陽板的狀態及高度,比較分析以尋求最佳的裝配,使得機箱內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
依照設計數據和上面的仿真結果,可以確定第十二種方案是一種比較合理的方案,但從優化的角度講,第11 種和12 種算例的結合才是最佳的設計。
總之,文中的分析和計算表明,在設計階段對產品進行仿真分析就可以確定產品內部的流場分布和溫度分布,提前預知結果,并能提供優化設計,提高產品的質量。

熱設計論文下載：3G系統中某種NodeB的熱仿真分析.pdf

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