SBC maitinimo šaltinio šiluminė konstrukcija
Vienos plokštės kompiuteris (SBC) yra paprastas integruotas daugelio valdymo problemų sprendimas. Dėl šios idėjos populiarumo rinkoje padaugėjo SBC produktų, atitinkančių įvairius našumo ir sąnaudų reikalavimus, nuo gana paprastų mikrovaldikliais pagrįstų sprendimų iki sudėtingų, bet kompaktiškų didelio našumo procesorių ir vietoje programuojamų hibridinių vartų. masyvai. Apskritai poreikis supakuoti didelį skaičiavimo našumą į mažą erdvę kelia iššūkių kuriant apvalkalą ir pakuotę ir turi grandininį poveikį energijos tiekimo posistemiui.
Šiluma turi tiesioginės įtakos elektroninių sistemų veikimui. Elektroninės grandinės, ypač tos, kurios naudojamos galiai konvertuoti ir perduoti, paprastai veikia efektyviau esant žemesnei temperatūrai ir savo ruožtu linkusios išsklaidyti mažiau energijos panaudotos šilumos pavidalu. Didėjant visos sistemos galiai, efektyvumo padidėjimas, kurį galima gauti efektyviai aušinant, žymiai padidėja.
Aušintuvo veikimas taip pat turės grandininę reakciją į patikimumą. Jei sistema eksploatuojama žemesnėje temperatūroje, jų gedimo tikimybė per tam tikrą laiką sumažės. Dėl šių veiksnių svarbu atsižvelgti į visas galimybes nagrinėjant maitinimo šaltinio projektavimo parinktis, pvz., aušinimo ir apkrovos ir efektyvumo kreives. Yra trys pagrindiniai elektroninių įrenginių, tokių kaip maitinimas, šilumos išsklaidymo būdai: spinduliuotė, konvekcija ir laidumas. Daugumoje aplinkų naudojamoms elektroninėms sistemoms konvekcija ir laidumas yra svarbiausi.
Per konvekciją, kai energija perduodama iš kietų sistemos komponentų į oro molekules, šiluma bus perduota iš maitinimo šaltinio. Šilumos nuostolių greitis yra proporcingas oro tekėjimo per sistemą greičiui. Todėl priverstinis oro aušinimas užtikrins didesnį aušinimo laipsnį nei natūralus judėjimas, kurį sukuria šiluminis mazgas, perduodantis energiją oro molekulėms.
Laidumas per PCB pagrindą arba sistemos važiuoklę yra dar vienas būdas išsklaidyti šilumą iš maitinimo šaltinio, nors tradiciškai jis laikomas mažiau svarbiu nei konvekcija. Be to, SBC pagrįstoje sistemoje taip pat svarbu, kad maitinimo šaltinio šiluma nebūtų perduota į procesorių kompleksą, nes tai padidins galimybę, kad įrenginys persijungs į terminį išjungimą, kad apsisaugotų esant didelėms apkrovoms.
Paprastai didelis vario kiekis PCB ir korpuse esantis metalas padeda užtikrinti gerą šilumos ištekėjimą iš maitinimo šaltinio laidumu. Už korpuso sumontuoti radiatoriai padės perduoti šilumą iš sistemos į vietas, kur ji gali būti prarasta dėl konvekcijos. Bet kokį tarpą tarp aušinamos įrangos rekomenduojama užpildyti šilumai laidžiais klijais ir maksimaliai padidinti šilumos perdavimą iš įrangos į radiatorių. Varžtai arba spaustukai padidina kontaktinį slėgį, o tai taip pat pagerina šilumos perdavimą į radiatorių.
Energijos tiekimo kryptis sistemoje taip pat turės įtakos aušinimo našumui, priklausomai nuo vidinių komponentų išdėstymo. Kadangi karštas oras linkęs kilti aukštyn, po SBC sumontuotas maitinimo šaltinis linkęs perduoti šilumą procesoriaus komplekso komponentams. Jei plokštė sumontuota vertikaliai, o PSU yra šone, karšto oro įtaka bus mažesnė. Tačiau karščiui jautrius komponentus geriau dėti įrenginio apačioje.
Kai aušintuvai naudojami viduje, didžiausio aušintuvo briaunelės turi būti lygiagrečios oro srauto krypčiai. Natūralu, kad oro srautą ribos kliūtys, į kurias reikia atsižvelgti. Oro išėjimo iš sistemos būdas padės nustatyti oro srauto efektyvumą. Siekiant išvengti slėgio kaupimosi ir sumažinti ventiliatoriaus efektyvumą, oro išleidimo angos skerspjūvio plotas turi būti bent 50 procentų didesnis nei įleidimo angos skerspjūvio plotas.
Atsižvelgdami į šiuos veiksnius, atsižvelgdami į šiluminius parametrus, suprojektuotus visoje sistemoje, dizaineriai gali ne tik visapusiškai išnaudoti didelio našumo SBC galimybes, bet ir visapusiškai išnaudoti parduodamus galios keitiklius.
