Az SBC tápegység termikus tervezése
Az egylapos számítógép (SBC) könnyen integrált megoldást jelent számos vezérlési problémára. Ennek az ötletnek a népszerűsége az SBC termékek számának megugrásához vezetett a piacon, amelyek teljesítmény- és költségigények széles skáláját fedik le, a viszonylag egyszerű mikrokontroller alapú megoldásoktól a komplex, de kompakt, nagy teljesítményű processzorokig és a helyszínen programozható hibrid kapuig. tömbök. Általánosságban elmondható, hogy a nagy mennyiségű számítási teljesítmény kis helyre történő becsomagolásának szükségessége kihívást jelent a héj és a csomagolás kialakításában, és lánchatást gyakorol a tápegység alrendszerére.
A hő közvetlen hatással van az elektronikus rendszerek teljesítményére. Az elektronikus áramkörök, különösen azok, amelyeket teljesítményátalakításra és -átvitelre használnak, általában hatékonyabban működnek alacsonyabb hőmérsékleten, és viszont hajlamosak kevesebb energiát leadni hulladékhő formájában. A teljes rendszer teljesítményének növekedésével jelentősen megnő a hatékony hűtéssel elérhető hatékonyságnövelés.
A hűvösebb működés láncreakcióval is jár a megbízhatóság tekintetében. Ha a rendszert alacsonyabb hőmérsékleten üzemeltetik, akkor az adott időn belüli meghibásodásuk valószínűsége csökken. Ezek a tényezők fontossá teszik az összes lehetőség figyelembe vételét, amikor a tápegység tervezési lehetőségeit vizsgáljuk, mint például a hűtés és a terhelés-hatékonysági görbék. Az elektronikus egységek, például a tápegység hőelvezetésének három fő módja van: sugárzás, konvekció és vezetés. A legtöbb környezetben használt elektronikus rendszerek esetében a konvekció és a vezetés a legfontosabb.
A konvekción keresztül, amikor a rendszer szilárd összetevőiből energiát adnak át a levegőmolekuláknak, a hő a tápegységből kerül átadásra. A hőveszteség arányos a rendszeren átáramló levegő sebességével. Ezért a kényszerített léghűtés nagyobb fokú hűtést biztosít, mint az a természetes mozgás, amelyet a hőszerelvény generál, energiát adva át a levegőmolekuláknak.
A NYÁK hordozón vagy a rendszer házán keresztül történő vezetés további módja a hőelvezetésnek a tápegységből, bár hagyományosan kevésbé fontosnak tartják, mint a konvekciót. Emellett az SBC alapú rendszerben az is fontos, hogy a tápegység hője ne kerülhessen át a processzorkomplexumba, mert ez növeli annak lehetőségét, hogy a készülék hőleállásba lépjen, hogy megvédje magát nagy terhelés mellett.
Általánosságban elmondható, hogy a NYÁK magas réztartalma és a házban lévő fém jó utat biztosít a hőnek a tápegységből történő vezetésen keresztül történő kiáramlásához. A burkolaton kívül elhelyezett radiátorok segítik a hőt a rendszerből olyan helyekre továbbítani, ahol az a konvekció következtében elveszhet. A hűtendő berendezések közötti réseket ajánlatos hővezető ragasztóval kitölteni, és maximalizálni a hőátadást a berendezésből a radiátorba. A csavarok vagy bilincsek növelik az érintkezési nyomást, ami szintén javítja a hőátadást a hűtőbordába.
A rendszer tápellátásának iránya is befolyásolja a hűtési teljesítményt, a belső alkatrészek elrendezésétől függően. Mivel a forró levegő hajlamos emelkedni, az SBC alá szerelt tápegység hajlamos hőt adni a processzorkomplexum összetevőinek. Ha a tábla függőlegesen van felszerelve, és a tápegység oldalt van, a forró levegő hatása kisebb lesz. A hőérzékeny alkatrészeket azonban jobban elhelyezheti az egység alján.
Ha a hűtőbordákat belsőleg használják, a legnagyobb hűtőbordák bordáinak párhuzamosaknak kell lenniük a légáramlás irányával. Természetesen a légáramlást akadályok korlátozzák, amit figyelembe kell venni. Az, ahogy a levegő elhagyja a rendszert, segít meghatározni a légáramlás hatékonyságát. A nyomás felhalmozódásának megakadályozása és a ventilátor hatásfokának csökkentése érdekében a levegőkimenet keresztmetszete legalább 50 százalékkal nagyobb legyen, mint a bemeneti nyílás keresztmetszete.
Figyelembe véve ezeket a tényezőket, a teljes rendszerre tervezett hőparaméterek figyelembevételével a tervezők nem csak a nagy teljesítményű SBC elérhetőségét, hanem teljes mértékben kihasználhatják a polcról kapható teljesítmény-átalakítókat is.
