CN109765069B - 散热器测试方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了散热器测试方法及系统，属于电子领域。本发明依据散热器的形状和尺寸对配置有散热器的主板进行辐射源检测，根据检测结果对故障位置进行定位，并获取相应的尺寸误差，以抑制因散热片导致的电磁干扰的情况，可快速定位故障位置，用时短、效率高。

Description

散热器测试方法及系统

技术领域

本发明涉及电子领域，尤其涉及散热器测试方法及系统。

背景技术

随着电子行业的发展，电子设备信号传输的速率越来越高，比如目前主流4K显示屏接口采用V-By-One(VX1)模式传输，其数据传输率已经达到2.97GHz，这样造成的EMI(Electromagnetic Interference，电磁干扰)辐射尤为突出。在性能不断提升的系统中，处理系统散热变得越来越棘手，为了确保设备安全稳定的运行，用金属散热片来给IC(Integrated Circuit，集成电路)的散热已经成为业界的主流选择，但引入不当设计的金属散热片后会使得系统中的高频信号(如：VX1的2.97GHz)的辐射问题尤为严重，显著增加了产品的研发成本和生产成本。

发明内容

针对现有电子设备中散热片选择存在的问题，现提供一种旨在可避免因散热片导致电磁干扰的散热器测试方法及系统。

一种散热器测试方法，包括，

获取散热器的形状和尺寸；

依据所述散热器的形状和尺寸对配置有所述散热器的主板进行辐射源检测，所述辐射源检测为对所述主板的至少一个辐射源进行检测；

识别每一所述辐射源的检测结果，当所述辐射源异常时根据所述散热器的形状和尺寸对所述散热器的异常进行目标定位，输出异常目标的对象及所述对象性的异常尺寸误差，所述对象为所述散热器的边。

优选的，还包括，

根据所述异常尺寸误差及所述异常目标的对象的输入尺寸计算所述对象的预测修改尺。

优选的，所述获取所述散热器的形状和尺寸，包括：

获取所述散热器的形状、所述散热器每一条边的尺寸及所述散热器的面积。

优选的，所述依据所述散热器的形状和尺寸对配置有所述散热器的主板进行辐射源检测，包括，

根据每一所述辐射源的频率计算相应的辐射源波长，将所述散热器的尺寸与所述辐射源波长的1/4进行阻抗匹配生成检测结果。

本发明还提供了一种散热器测试方法，包括，

获取配置有散热器主板的异常辐射源及所述散热器的形状和尺寸；

根据所述异常辐射源计算辐射源波长，将所述散热器的尺寸与所述辐射源波长的1/4进行阻抗匹配，定位阻抗匹配的所述散热器的边，并计算输出所述边的异常尺寸误差。

本发明还提供了一种散热器测试系统，包括，

获取单元，用于获取散热器的形状和尺寸；

检测单元，用于依据所述散热器的形状和尺寸对配置有所述散热器的主板进行辐射源检测，所述辐射源检测为对所述主板的至少一个辐射源进行检测；

定位单元，用于识别每一所述辐射源的检测结果，当所述辐射源异常时根据所述散热器的形状和尺寸对所述散热器的异常进行目标定位，输出异常目标的对象及所述对象性的异常尺寸误差，所述对象为所述散热器的边。

优选的，还包括，

计算单元，用于根据所述异常尺寸误差及所述异常目标的对象的输入尺寸计算所述对象的预测修改尺。

优选的，所述获取单元用于获取所述散热器的形状、所述散热器每一条边的尺寸及所述散热器的面积。

优选的，所述检测单元用于根据每一所述辐射源的频率计算相应的辐射源波长，将所述散热器的尺寸与所述辐射源波长的1/4进行阻抗匹配生成检测结果。

本发明还提供了一种散热器测试系统，包括，

获取单元，用于获取配置有散热器主板的异常辐射源及所述散热器的形状和尺寸；

故障检测单元，用于根据所述异常辐射源计算辐射源波长，将所述散热器的尺寸与所述辐射源波长的1/4进行阻抗匹配，定位阻抗匹配的所述散热器的边，并计算输出所述边的异常尺寸误差。

上述技术方案的有益效果：

本技术方案中，依据散热器的形状和尺寸对配置有散热器的主板进行辐射源检测，根据检测结果对故障位置进行定位，并获取相应的尺寸误差，以抑制因散热片导致的电磁干扰的情况，可快速定位故障位置，用时短、效率高。

附图说明

图1为本发明所述的散热器测试方法的一种实施例的方法流程图；

图2为本发明所述的散热器测试方法的另一种实施例的方法流程图；

图3为本发明中H形散热器的一种实施例的示意图；

图4为本发明所述的散热器测试系统的一种实施例的模块图；

图5为本发明所述的散热器测试系统的另一种实施例的模块图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

导线上有交变电流时，就可以形成电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长短和形状有关.如果导线位置相距很近，且其上产生的感应电动势几乎可以抵消，则辐射会比较微弱。如两导线张开，此时由于两导线的电流方向相同，由两导线所产生的感应电动势方向相同，因而辐射较强。当导线的长度l远小于波长λ时，导线的电流很小，辐射很微弱.但当导线的长度增大到可与波长相似时，导线上的电流就大大增加，因而就能形成较强的辐射。通常将该情况下能产生显著辐射的直导线称为振子。

当天线的长度为无线电波信号波长的1/4倍数时，天线的发射和接收效率最高，因此，当散热片的尺寸(长度，宽度等)和信号的1/4波长成特定比例或者整数倍时，散热片在紧贴IC时，辐射源和散热片之间是紧密贴在一起，这样利于散热，故辐射源和散热片之间的耦合电容不可忽略，该电容的大小与芯片和散热片直接的接触面积相关。其感应耦合到辐射源的信号，在PCB上形成一个相同的尺寸(比如l＝1/4λ)的插入天线，这样就形成单极子振子天线，而对于H形散热片，由于散热片紧贴IC(辐射源)，故在散热片上形成感应电动势，此时也可以形成偶极振子天线，如果此时散热片尺寸满足该要求，使得发射网络匹配产生谐振，则耦合的电磁波会以最大的辐射功率发射出去。

传输线和天线有下面几个特点：

1)天线长度短于1/4λ时的短路线呈现电感性；

2)天线长度短于1/4λ时的开路线呈现电容性；

3)天线长度等于1/4波长λ的开路线相当于一个串联谐振电路，所以其整个负载是一个纯电阻性负载，因而不会把能量反馈会信号源；

4)天线长度略短于1/4λ倍数的天线呈现电容性，电容性负载可以用加入电感的方法来匹配。

5)天线长度略长于1/4λ倍数的天线呈现电感性，电感性负载可以用加入电容的方法来匹配。

根据如上特点，散热片作为天线时，如果其波长等于1/4λ，则不会把能量反射回去，故只要改变散热片的长度就破坏了辐射通路阻抗匹配，信号辐射就被抑制了。

一般来说，减少散热片成为天线进行辐射的条件就是使其阻抗不能匹配。阻抗匹配有两种情况，一种是通过改变阻抗，另一种则是调整传输线波长。显然，对于H形散热片改变尺寸来的最为直接有效，改变散热片尺寸相当于改变传播路径的阻抗匹配以及影响辐射的方向性系数(Directivity)，因为天线增益等于辐射效率与方向性系数的乘积，阻抗匹配影响辐射效率，天线长度影响辐射性系数。

所谓的天线方向性系数D是指在辐射功率相同的情况下，此天线在最大辐射方向上远区某点的功率密度与无方向性天线(点源)在同一点的功率密度之比。路径阻抗影响反射系数，辐射方向性系数影响单一方向的辐射强度，对EMI也是极为不利的因素，

根据传输线理论，阻抗匹配时传输功率最大，损耗最小，虽然全波长天线也会辐射，但目前散热片的尺寸均在1/4λ波长氛围，而且1/4λ波长天线的辐射效果同全波长一样。只要匹配线段的长度为1/4λ的奇数倍，则特征阻抗为负载电阻和馈线特性阻抗的结合平均值，就可以实现阻抗匹配。对EMI来说实现了阻抗匹配就是辐射最严重的情况，需要加以抑制。需要将破坏散热器上传输匹配的条件，即不允许散热片尺寸出现1/4波长奇数倍的散热器形状。

基于上述发现，本发明提出一种可避免因散热片导致电磁干扰的散热器测试方法及系统。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

如图1所示，一种散热器测试方法，包括，

S1.获取散热器的形状和尺寸；

进一步地，所述步骤S1可包括：

获取所述散热器的形状、所述散热器每一条边的尺寸及所述散热器的面积。

作为举例而非限定，散热器的形状可以是正方形、长方形、H形、鳍片型或波浪纹型，散热器的尺寸为散热器中每一条边的尺寸。

S2.依据所述散热器的形状和尺寸对配置有所述散热器的主板进行辐射源检测，所述辐射源检测为对所述主板的至少一个辐射源进行检测；

进一步地，S2可包括：

根据每一所述辐射源的频率计算相应的辐射源波长，将所述散热器的尺寸与所述辐射源波长的1/4进行阻抗匹配生成检测结果。

S3.识别每一所述辐射源的检测结果，当所述辐射源异常时根据所述散热器的形状和尺寸对所述散热器的异常进行目标定位，输出异常目标的对象及所述对象性的异常尺寸误差，所述对象为所述散热器的边。

其中，辐射源异常是指辐射超标。

在本实施例中，依据散热器的形状和尺寸对配置有散热器的主板进行辐射源检测，根据检测结果对故障位置进行定位，并获取相应的尺寸误差，以抑制因散热片导致的电磁干扰的情况，可快速定位故障位置，用时短、效率高。

在实际应用中，将每一辐射源频率计算相应的辐射源波长，将散热器的每个尺寸均与该辐射源波长的1/4进行匹配，若匹配则表示该边的尺寸需要调整，若不匹配则表示该边的尺寸无需调整。根据所有辐射源的检测结果对散热器的边的尺寸进行相应调整，从而时抑制因散热片导致的电磁干扰的情况。

在优选的实施例中，还可包括，

根据所述异常尺寸误差及所述异常目标的对象的输入尺寸计算所述对象的预测修改尺。

如图2所示，一种散热器测试方法，包括，

A1.获取配置有散热器主板的异常辐射源及所述散热器的形状和尺寸；

A2.根据所述异常辐射源计算辐射源波长，将所述散热器的尺寸与所述辐射源波长的1/4进行阻抗匹配，定位阻抗匹配的所述散热器的边，并计算输出所述边的异常尺寸误差。

在本实施例中，散热器测试方法主要是对存在异常的散热器进行测试，以便于快速定位故障所在位置。

例如：以接口V-By-One信号辐射余量不足，该接口采用H形散热器，扇页宽度为2.5CM，(参考图3)具体尺寸如下：

根据波长λ＝光速C/频率F，可知1/4λ＝2.523505539cm约等于2.5cm。经计算得出2.97GHz信号的1/4波长为2.52cm(与边B和边D尺寸相接近)，实际使用的H形散热器叶片长度为2.5cm。为辐射提供了良好的阻抗匹配，当裁剪边B和边D，破坏其阻抗匹配后(来破坏天线效应方式)辐射大幅改善6dB。

如图4所示，一种散热器测试系统，可包括：获取单元11、检测单元12和定位单元13，其中：

获取单元11，用于获取散热器的形状和尺寸；

具体地，所述获取单元11可用于获取所述散热器的形状、所述散热器每一条边的尺寸及所述散热器的面积。

检测单元12，用于依据所述散热器的形状和尺寸对配置有所述散热器的主板进行辐射源检测，所述辐射源检测为对所述主板的至少一个辐射源进行检测；

具体地，所述检测单元12可用于根据每一所述辐射源的频率计算相应的辐射源波长，将所述散热器的尺寸与所述辐射源波长的1/4进行阻抗匹配生成检测结果。

定位单元13，用于识别每一所述辐射源的检测结果，当所述辐射源异常时根据所述散热器的形状和尺寸对所述散热器的异常进行目标定位，输出异常目标的对象及所述对象性的异常尺寸误差，所述对象为所述散热器的边。

在本实施例中，依据散热器的形状和尺寸对配置有散热器的主板进行辐射源检测，根据检测结果对故障位置进行定位，并获取相应的尺寸误差，以抑制因散热片导致的电磁干扰的情况，可快速定位故障位置，用时短、效率高。

在优选的实施例中，还可包括：

计算单元，用于根据所述异常尺寸误差及所述异常目标的对象的输入尺寸计算所述对象的预测修改尺。

如图5所示，一种散热器测试系统，可包括获取单元11和故障检测单元14，其中：

获取单元11，用于获取配置有散热器主板的异常辐射源及所述散热器的形状和尺寸；

故障检测单元14，用于根据所述异常辐射源计算辐射源波长，将所述散热器的尺寸与所述辐射源波长的1/4进行阻抗匹配，定位阻抗匹配的所述散热器的边，并计算输出所述边的异常尺寸误差。

在本实施例中，散热器测试方法主要是对存在异常的散热器进行测试，以便于快速定位故障所在位置。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种散热器测试方法，其特征在于：包括，

获取散热器的形状和尺寸；

依据所述散热器的形状和尺寸对配置有所述散热器的主板进行辐射源检测，所述辐射源检测为对所述主板的至少一个辐射源进行检测，其中包括：根据每一所述辐射源的频率计算相应的辐射源波长，将所述散热器的尺寸与所述辐射源波长的1/4进行阻抗匹配生成检测结果；

识别每一所述辐射源的检测结果，当所述辐射源异常时根据所述散热器的形状和尺寸对所述散热器的异常进行目标定位，输出异常目标的对象及所述对象的异常尺寸误差，所述对象为所述散热器的边；

根据所有所述辐射源的检测结果对所述散热器的边的尺寸进行相应调整，从而抑制因散热片导致的电磁干扰的情况。

2.根据权利要求1所述的散热器测试方法，其特征在于：还包括，

根据所述异常尺寸误差及所述异常目标的对象的输入尺寸计算所述对象的预测修改尺寸 。

3.根据权利要求1所述的散热器测试方法，其特征在于：所述获取所述散热器的形状和尺寸，包括：

获取所述散热器的形状、所述散热器每一条边的尺寸及所述散热器的面积。

4.一种散热器测试方法，其特征在于：包括，

获取配置有散热器主板的异常辐射源及所述散热器的形状和尺寸；

根据所述异常辐射源计算辐射源波长，将所述散热器的尺寸与所述辐射源波长的1/4进行阻抗匹配，定位阻抗匹配的所述散热器的边，并计算输出所述边的异常尺寸误差；

根据所有所述辐射源的检测结果对所述散热器的边的尺寸进行相应调整，从而抑制因散热片导致的电磁干扰的情况。

5.一种散热器测试系统，其特征在于：包括，

获取单元，用于获取散热器的形状和尺寸；

检测单元，用于依据所述散热器的形状和尺寸对配置有所述散热器的主板进行辐射源检测，所述辐射源检测为对所述主板的至少一个辐射源进行检测，所述检测单元用于根据每一所述辐射源的频率计算相应的辐射源波长，将所述散热器的尺寸与所述辐射源波长的1/4进行阻抗匹配生成检测结果；

定位单元，用于识别每一所述辐射源的检测结果，当所述辐射源异常时根据所述散热器的形状和尺寸对所述散热器的异常进行目标定位，输出异常目标的对象及所述对象的异常尺寸误差，所述对象为所述散热器的边；

根据所有所述辐射源的检测结果对所述散热器的边的尺寸进行相应调整，从而抑制因散热片导致的电磁干扰的情况。

6.根据权利要求5所述的散热器测试系统，其特征在于：还包括，

计算单元，用于根据所述异常尺寸误差及所述异常目标的对象的输入尺寸计算所述对象的预测修改尺寸 。

7.根据权利要求5所述的散热器测试系统，其特征在于：所述获取单元用于获取所述散热器的形状、所述散热器每一条边的尺寸及所述散热器的面积。

8.一种散热器测试系统，其特征在于：包括，

获取单元，用于获取配置有散热器主板的异常辐射源及所述散热器的形状和尺寸；

故障检测单元，用于根据所述异常辐射源计算辐射源波长，将所述散热器的尺寸与所述辐射源波长的1/4进行阻抗匹配，定位阻抗匹配的所述散热器的边，并计算输出所述边的异常尺寸误差；

根据所有所述辐射源的检测结果对所述散热器的边的尺寸进行相应调整，从而抑制因散热片导致的电磁干扰的情况。

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