ZHCAD52 September   2023 AM2431 , AM2432 , AM2434 , AM2631 , AM2631-Q1 , AM2632 , AM2632-Q1 , AM2634 , AM2634-Q1 , AM263P4-Q1 , AM2732 , AM2732-Q1

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1引言
    1. 1.1 如何使用本应用手册
    2. 1.2 术语表
  5. 2热阻概述
    1. 2.1 结温与环境温度间的关系
    2. 2.2 封装定义的热阻特性
    3. 2.3 电路板定义的热阻
  6. 3影响热性能的电路板设计选择
    1. 3.1 散热过孔
    2. 3.2 电路板尺寸
    3. 3.3 气流、散热和外壳
    4. 3.4 覆铜厚度
    5. 3.5 发热器件的相对位置
    6. 3.6 层数
    7. 3.7 热路径中断
  7. 4热设计最佳实践回顾
  8. 5AM263x EVM 热比较(借助数据)
    1. 5.1 测试设置和材料
    2. 5.2 测量记录软件
    3. 5.3 AM263x EVM 比较
    4. 5.4 测量结果
      1. 5.4.1 盖子温度读数
      2. 5.4.2 温度范围内的功率读数
      3. 5.4.3 计算得出的热阻值
      4. 5.4.4 记录的结温和环境温度
      5. 5.4.5 极端环境温度下计算得出的结温
  9. 6使用热模型
  10. 7参考

测试设置和材料

用于此热测量过程的材料如下:

  • MPI Thermal ThermalAir TA-5000A 精密温度强制系统
    • 利用恒定的气流来控制外壳内的环境温度
  • 两个 National Instruments USB-TC01 温度输入设备
    • 用于记录环境温度和 AM263x 盖子温度随时间变化的数据
  • 两个 T 型热电偶探头
    • T 型热电偶温度探头能够精确测量 -185℃ 至 300℃ 范围的温度
  • 密封亚克力热处理室
    • 允许通过 ThermalAir 系统调节环境温度
  • AM263x 控制卡评估模块
  • AM263x LaunchPad 评估模块
GUID-3DD9F978-CA6C-45FD-8A13-76593795996C-low.png图 5-1 测试设置图

为了进行热测量,评估模块放置在亚克力外壳内,使其位于 ThermalAir 系统的通风口下方。其中一个热电偶探头放置在 AM263x 器件封装盖的中间并使用 Kapton 胶带固定。另一个探头用电路板上方的 Kapton 胶带固定到 EVM,以记录系统的环境温度。两个热电偶探头都连接到 NI USB-TC01 设备以记录热测量值。USB-TC01 设备被编程为每十秒记录一次所连探头的温度。

ThermalAir 系统可控制空气流速和温度。对于这些测量,空气流速设置为 12.0SCFM。有一个脚本用于配置 ThermalAir 喷嘴输出的气流温度。该脚本每 10 分钟将气流的温度增加 5℃,一直从 -50℃ 增加到 165℃。应注意,外壳内的环境温度将与气流温度不同。在脚本开始运行之前,ThermalAir 设置为输出 -50℃ 的空气,直到外壳达到约 -30℃ 的稳定环境温度。

评估模块使用将在 R5 内核上运行的两个不同程序。第一个程序被加载到 R5F_0 上,负责每隔十秒记录一次内部结温。第二个程序被加载到内核上,以模拟该特定内核上的满负载。此过程中进行的测量包括以下情况:仅在 R5F_0 上运行日志记录脚本时、在 R5F_0 上运行日志记录脚本且 R5F_1 以满负载运行时,以及在 R5F_0 上运行日志记录脚本且 R5_1/2/3 以满负载运行时。AM263x 控制卡设计为带有 INA228 功率监测器,除了记录结温外,还可以每十秒记录一次工作功率,以便观察不同结温和环境温度值下的功耗。AM263x LaunchPad 没有 INA228 功率监测器,因此针对此 EVM 未记录这些值。

与任何测试环境一样,必须考虑一些变量。在每个 EVM 上的三项测试过程中,EVM 和温度探头均没有移动,但 LaunchPad 和控制卡的测试设置存在差异。温度探头和 EVM 本身相对于气流喷嘴的位置大致相同,但并不是位于完全相同的位置上。此外,由于这些测试是在多天内进行的,因此实验室的温度并不是恒定的,并且对外壳内的环境温度读数有很小的影响。