[发明专利]一种基于热电制冷片的FPGA散热装置及其散热方法在审
| 申请号： | 202111530997.8 | 申请日： | 2021-12-15 |
| 公开（公告）号： | CN114284222A | 公开（公告）日： | 2022-04-05 |
| 发明（设计）人： | 向波;朱文松;谢安然;王冰;闵志先;马少春;彭卫;杨露露;王猛 | 申请（专利权）人： | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 |
| 主分类号： | H01L23/38 | 分类号： | H01L23/38;H01L23/367 |
| 代理公司： | 合肥市浩智运专利代理事务所(普通合伙) 34124 | 代理人： | 郑浩 |
| 地址： | 230088 安徽省合*** | 国省代码： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 基于 热电 制冷 fpga 散热 装置 及其 方法 | ||
1.一种基于热电制冷片的FPGA散热装置，其特征在于，包括：FPGA芯片(1)、平板型散热片(2)、四片热电制冷片(3)、散热翅片(4)、驱动器(6)、三级管Q1、直流电源(7)、上拉电阻R1、下拉电阻R2；所述的FPGA芯片(1)的控制端与驱动器(6)的输入端连接，驱动器(6)的输出来端与三级管Q1的基极连接，上拉电阻R1的一端与直流电源(7)连接、另一端与三级管Q1的集电极连接，下拉电阻R2的一端接地、另一端与三级管Q1的发射极连接，四片所述的热电制冷片(3)的电源输入端正极均连接在三级管Q1发射极、电源输入端负极接地；所述的平板型散热片(2)通过导热硅脂紧贴于FPGA芯片(1)上，四片所述的热电制冷片(3)分别通过导热硅脂紧贴于平板型散热片(2)的四角，所述的散热翅片(4)通过导热硅脂紧密贴装于热电制冷片(3)和平板型散热片(2)的上表面；装置的散热路径有两种：FPGA芯片→平板型散热片→热电制冷片→散热翅片；FPGA→平板型散热片→散热翅片；
当FPGA芯片(1)温度T低于阈值温度Tc时，FPGA芯片(1)的控制端处于低电平状态，三级管Q1不使能，三级管Q1的集电极和发射级不导通，热电制冷片(3)不工作，此时按照路径：FPGA芯片→平板型散热片→热电制冷片→散热翅片，进行散热；
当FPGA芯片(1)温度T超过阈值温度Tc时，FPGA芯片(1)的控制端转换成高电平状态，对三级管Q1使能，三级管Q1工作于导通状态，热电制冷片(3)开始制冷，此时按照路径：FPGA芯片→平板型散热片→热电制冷片→散热翅片，以及路径：FPGA→平板型散热片→散热翅片，同时进行散热，将FPGA芯片(1)的温度降到阈值温度Tc以下。
2.根据权利要求1所述的FPGA散热装置，其特征在于，还包括：风扇，所述的风扇设置在散热翅片(4)的上方，用于将散热翅片(4)上汇聚的热量散发到外界环境中。
3.根据权利要求1所述的FPGA散热装置，其特征在于，所述的FPGA芯片(1)的型号为Virtex-7 FPGA。
4.根据权利要求1所述的FPGA散热装置，其特征在于，所述的驱动器(6)的型号为SN74AVC4T245或者SM16245。
5.一种采用权利要求1-4任一项所述的FPGA散热装置的散热方法，其特征在于，包括以下情况：
当FPGA芯片(1)温度T低于阈值温度Tc时，FPGA芯片(1)的控制端处于低电平状态，三级管Q1不使能，三级管Q1的集电极和发射级不导通，热电制冷片(3)不工作，此时按照路径：FPGA芯片→平板型散热片→热电制冷片→散热翅片，进行散热；
当FPGA芯片(1)温度T超过阈值温度Tc时，FPGA芯片(1)的控制端转换成高电平状态，对三级管Q1使能，三级管Q1工作于导通状态，热电制冷片(3)开始制冷，此时按照路径：FPGA芯片→平板型散热片→热电制冷片→散热翅片，以及路径：FPGA→平板型散热片→散热翅片，同时进行散热，将FPGA芯片(1)的温度降到阈值温度Tc以下。
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