Теплова конструкція джерела живлення SBC
Одноплатний комп'ютер (SBC) представляє просте інтегроване рішення багатьох проблем управління. Популярність цієї ідеї призвела до різкого зростання кількості продуктів SBC на ринку, які охоплюють широкий спектр вимог до продуктивності та вартості, від відносно простих рішень на основі мікроконтролерів до складних, але компактних високопродуктивних процесорів і гібридних воріт, програмованих у полі. масиви. Загалом, необхідність упакувати велику кількість обчислювальної продуктивності в невеликий простір створює проблеми в дизайні оболонки та упаковки та має ланцюговий вплив на підсистему живлення.
Тепло безпосередньо впливає на роботу електронних систем. Електронні схеми, особливо ті, що використовуються для перетворення та передачі електроенергії, зазвичай працюють ефективніше за нижчих температур і, у свою чергу, прагнуть розсіювати менше енергії у вигляді відпрацьованого тепла. Зі збільшенням вихідної потужності всієї системи значно збільшується ефективність, яку можна отримати за рахунок ефективного охолодження.
Робота кулера також матиме ланцюгову реакцію на надійність. Якщо система працює при більш низькій температурі, ймовірність їх виходу з ладу протягом заданого часу буде знижена. Ці фактори роблять важливим розглядати всі можливості при розгляді варіантів дизайну джерела живлення, таких як охолодження та криві навантаження та ефективності. Існує три основних шляхи розсіювання тепла для електронних блоків, таких як джерело живлення: випромінювання, конвекція та провідність. Для електронних систем, які використовуються в більшості середовищ, конвекція та провідність є найважливішими.
За допомогою конвекції, коли енергія передається від твердих компонентів системи до молекул повітря, тепло буде передаватися від джерела живлення. Швидкість тепловтрат пропорційна швидкості повітря, що протікає через систему. Таким чином, примусове повітряне охолодження забезпечить більший ступінь охолодження, ніж природний рух, створюваний тепловим блоком, який передає енергію молекулам повітря.
Провідність через підкладку друкованої плати або шасі системи забезпечує додатковий спосіб розсіювання тепла від джерела живлення, хоча традиційно вважається менш важливим, ніж конвекція. Крім того, у системі на основі SBC також важливо, щоб тепло джерела живлення не передавалося процесорному комплексу, тому що це збільшить можливість того, що пристрій перейде в тепловий режим, щоб захистити себе в умовах високого навантаження.
Як правило, високий вміст міді в друкованій платі та металі в корпусі допомагають забезпечити хороший шлях для виведення тепла з джерела живлення через провідність. Радіатори, встановлені поза корпусом, допоможуть перенести тепло від системи до місць, де воно може бути втрачено через конвекцію. Рекомендується заповнювати будь-який проміжок між обладнанням, що охолоджується, теплопровідним клеєм і максимізувати передачу тепла від обладнання до радіатора. Болти або хомути збільшують контактний тиск, що також покращує передачу тепла в радіатор.
Напрямок живлення в системі також впливатиме на продуктивність охолодження, залежно від компонування внутрішніх компонентів. Коли гаряче повітря має тенденцію підніматися, джерело живлення, встановлене під SBC, має тенденцію передавати тепло компонентам процесорного комплексу. Якщо плату встановити вертикально, а БП збоку, вплив гарячого повітря буде менше. Однак чутливі до тепла компоненти краще розмістити внизу пристрою.
Якщо радіатори використовуються всередині, ребра найбільшого радіатора повинні бути паралельні напрямку повітряного потоку. Природно, потік повітря буде обмежений перешкодами, які необхідно враховувати. Те, як повітря виходить із системи, допоможе визначити ефективність повітряного потоку. Щоб запобігти накопиченню тиску та зменшити ефективність вентилятора, площа поперечного перерізу виходу повітря повинна бути принаймні на 50 відсотків більшою, ніж площа поперечного перерізу входу.
Враховуючи ці фактори, враховуючи теплові параметри, розроблені для всієї системи, розробники можуть не тільки повністю використовувати доступність високопродуктивних SBC, але й повністю використовувати готові перетворювачі електроенергії.
