Drahtloser Zugang – Fallstudie

Einführung

Ein Hersteller von Hochleistungs-Kabel- und drahtlosen Netzwerkgeräten beauftragte Aavid, Thermal Division der Boyd Corporation, die thermische Leistung ihres drahtlosen Remote Access Points zu bewerten und zu verbessern, mit Blick auf zukünftige Produktgenerationen.

Herausforderung

Das Produkt musste aufgrund von Geräuschen und Kosten durch die natürliche Konvektion gekühlt werden. Das Prototypen-CAD-Modell des Produkts war schlanker als das ältere Modell, was den Luftstrom durch das System beschränken könnte.

Die primäre Ausrichtung des Produkts während des Gebrauchs war vertikal, was sich positiv auf den Luftstrom auswirkte. Aber das Produkt musste zudem die Wärmeleistungsanforderungen für den ungünstigsten Fall erfüllen, wenn das Produkt horizontal positioniert wurde.

Die erste CFD-Analyse zeigte, dass aufgrund des Designs die oberen und unteren Gehäuseöffnungen den Luftstrom stark begrenzten. Gemäß der Prognose des CFD-Modells würde dies dazu führen, dass mehrere elektronische Komponenten über ihren Temperaturbegrenzungen arbeiten würden.

Staub, der sich im Laufe der Zeit in den Öffnungen angesammelt hat, kann den Luftstrom des Systems unter Umständen reduzieren und eine Überhitzung bewirken.

Lösung

Es wurden zusätzliche Öffnungen auf der Vorder- und Rückseite der Produktabdeckung in der Nähe der oberen und unteren Öffnungen angebracht. Dies erhöhte den Luftstrom des Systems um einen Faktor von fast 3 und reduzierte die Wahrscheinlichkeit, dass Staub die Öffnungen blockiert.

Weitere Verbesserungen des Wärmedesigns waren unter anderem:

• Platzieren eines thermisch leitfähigen "Gap Pad" zwischen den Hochleistungskomponenten und dem EMI-Schild
• das Hinzufügen eines zweiten Gap Pads zur Verbindung der Funkplatine mit der Hauptplatine
• der Entwurf optimierter Kühlkörper für mehrere kritische Komponenten

Ergebnisse

Aavids Modifikationen senkten die Komponententemperaturen sowohl für die vertikale als auch die horizontale Ausrichtung erfolgreich unter ihre Wärmegrenzwerte, ohne die Ästhetik des Designs des Kunden zu beeinträchtigen.

Aavids Wärmeanalyse stellte dem Kunden eine Wärmedesignplattform zur Verfügung, auf dessen Grundlage künftige Produktgenerationen gebaut werden könnten.

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