优化瑞芯微车联网芯片散热设计可从硬件设计、软件优化以及散热结构改进等方面入手,具体方法如下:
硬件设计优化
- 合理选择封装工艺和材料:采用先进的封装工艺,选择导热系数高的封装材料,如陶瓷封装等,以提高芯片的散热性能,加快热量从芯片内部向外部传递的速度。
- 优化元件布局:为高功耗元件预留足够空间,分散布局,避免热量集中。例如,将发热较大的 DC-DC 转换器、LDO 等元件与其他元件保持适当间距,同时考虑元件朝向,利用自然对流原理,将元件侧向放置,有利于热量对流。
- 多层电路板设计:增加电路板的层数,在内部层中设置导热材料层,用于热传递和隔离。合理使用通孔,尤其是在高热源处,可作为热通路,将热量传输到另一面。选择导热系数高的基板材料,提高板层之间的热传导效率。
- 增加散热片或风扇:在芯片表面安装散热片,增大散热面积。对于散热要求较高的场景,还可以添加散热风扇,强制空气流动,提高散热效率。例如,高负载场景下需配备散热片或主动散热风扇,确保芯片表面温度≤85°C。
软件优化
- 动态电压频率调节(DVFS):通过软件监测芯片温度,当温度升高时,自动降低芯片的工作电压和频率,减少功耗和发热量,从而降低芯片温度。如瑞芯微 RK3588 芯片集成的电源管理单元支持 DVFS 技术,能根据负载实时调整电压和频率。
- 智能温控软件:开发智能温控软件,实时监控芯片温度。当温度超过设定阈值时,自动调整任务调度策略,避免不必要的后台进程消耗过多资源,或者触发保护机制,如降低屏幕亮度、关闭部分非关键功能模块等,以控制温度上升。
散热结构改进
- 使用均热板:对于一些对散热要求极高的车联网应用场景,可以引入均热板(Vapor Chamber)。均热板能够更均匀地分布热量,相比传统散热片,其散热效率更高,可以有效降低芯片表面的温度差。
- 优化散热通道:在 PCB 设计中,底层铺铜并增加散热过孔,提升热传导效率。同时,确保设备的通风口设计合理,定期清理通风口灰尘,保证气流畅通无阻,以便于热量能够及时散发到外部环境中。