簡単な CPU 冷却システムのモデル化

この例では、CPU ボード、ヒートシンク、ファンコントローラー、および冷却ファンで構成される簡単な CPU 冷却システムを示します。

モデルの確認

モデルを開きます。

このモデルでは、熱伝達は 2 段階で行われます。最初に、CPU Board サブシステム内の Thermal Mass ブロック CPU で表される CPU ボードで熱が生成されます。この熱は、CPU Board サブシステム内の Thermal Mass ブロック Heat Sink Base および Heat Sink Fins と、Pipe (G) ブロック Heat sink geometry で表される、平行プレートヒートシンクに伝導します。次に、Fan Control サブシステムによって制御される CPU fan が、熱を環境に放散します。

Pipe (G) ブロック Heat sink geometry は、平行プレートヒートシンクを通る空気の流れを表します。その [断面積] パラメーターの値は、空気の流れが発生するヒートシンクフィンの間の面積に対応しています。Flow Resistance (G) ブロック Fan case grille は、システムの入口で空気がファンケースグリルを通って流れ込む際に発生する圧力損失をモデル化します。

CPU board temperature Scope ブロックには、シミュレーション時間にわたる、ターゲット温度と比較した CPU ボードの温度が表示されます。MATLAB プログラムファイル SimpleCPUCoolingSystemPlot2FlowRate.m が、シミュレーション時間にわたるファンの性能データをプロットします。

`CPU Board` サブシステムの確認

CPU Board サブシステムは、CPU とヒートシンク間の伝導性熱伝達をモデル化します。CPU heat profile サブシステムは、その入力パワーの関数として CPU の熱発生をモデル化します。

CPU Board サブシステムには 3 つの Thermal Mass ブロックが含まれています。これらのブロックは、伝導を大まかな温度勾配に離散化し、ブロック間で熱伝達が発生します。サブシステム端子 H は Thermal Mass ブロック Heat sink fins の温度を表し、端子 Tcpu は Thermal Mass ブロック CPU の温度を表します。

`Fan Control` サブシステムの確認

Fan Control サブシステムは、対流冷却を促進するために CPU ファンがヒートシンクに空気を送る方法を表します。このサブシステムは、CPU 温度 Tcpu を参照ターゲット温度と比較します。CPU 温度とターゲット温度の差に応じて、ファンは速度 1、2、3 で動作するか、または停止します。速度 1 は 2000 RPM、速度 2 は 2500 RPM、速度 3 は 3000 RPM です。温度差が大きいほど、ファン速度が大きくなります。最上位モデルにおいて、異なるファン速度をトリガーする温度しきい値を変更するには、Fan Control サブシステムをダブルクリックします。ブロックマスクパラメーターを使用して値を調整できます。