Термички дизајн СБЦ напајања
Једноструки рачунар (СБЦ) представља лако интегрисано решење за многе проблеме управљања. Популарност ове идеје довела је до пораста броја СБЦ производа на тржишту, који покривају широк спектар захтева у погледу перформанси и трошкова, од релативно једноставних решења заснованих на микроконтролеру до сложених, али компактних процесора високих перформанси и хибридних капија које се могу програмирати на терену. низови. Генерално, потреба за паковањем велике количине рачунарских перформанси у мали простор представља изазове у дизајну љуске и пакета и има ланчани ефекат на подсистем напајања.
Топлота има директан утицај на перформансе електронских система. Електронска кола, посебно она која се користе за конверзију и пренос енергије, обично раде ефикасније на нижим температурама, а заузврат имају тенденцију да расипају мање енергије у облику отпадне топлоте. Како се излазна снага целог система повећава, повећање ефикасности које се може постићи ефективним хлађењем значајно се повећава.
Рад хладњака ће такође имати ланчану реакцију на поузданост. Ако систем ради на нижој температури, вероватноћа њиховог квара у датом времену ће бити смањена. Ови фактори чине важним да се узму у обзир све могућности када се гледају опције дизајна напајања, као што су криве хлађења и оптерећења у односу на ефикасност. Постоје три главна начина одвођења топлоте за електронске јединице као што је напајање: зрачење, конвекција и проводљивост. За електронске системе који се користе у већини окружења, конвекција и проводљивост су најважнији.
Кроз конвекцију, када се енергија преноси са чврстих компоненти система на молекуле ваздуха, топлота ће се преносити из извора напајања. Стопа губитка топлоте је пропорционална брзини ваздуха који пролази кроз систем. Због тога ће принудно хлађење ваздухом обезбедити већи степен хлађења од природног кретања које генерише термални склоп који преноси енергију на молекуле ваздуха.
Спровођење кроз ПЦБ подлогу или шасију система пружа додатни начин за одвођење топлоте из извора напајања, иако се традиционално сматра мање важним од конвекције. Поред тога, у систему заснованом на СБЦ-у, такође је важно да се топлота напајања не може пренети на процесорски комплекс, јер ће то повећати могућност да уређај уђе у термичко искључење да би се заштитио у условима високог оптерећења.
Генерално, висок садржај бакра у ПЦБ-у и метала у кућишту помажу да се обезбеди добар пут за излазак топлоте из извора напајања кроз проводљивост. Радијатори постављени изван кућишта помоћи ће преношењу топлоте из система до места где се може изгубити конвекцијом. Препоручује се да се попуни празнина између опреме која се хлади топлотно проводљивим лепком и максимизира пренос топлоте са опреме на радијатор. Вијци или стеге повећавају контактни притисак, што такође побољшава пренос топлоте у хладњак.
Смер напајања у систему ће такође утицати на перформансе хлађења, у зависности од распореда унутрашњих компоненти. Како топли ваздух тежи да расте, напајање инсталирано испод СБЦ-а има тенденцију да пренесе топлоту компонентама у комплексу процесора. Ако је плоча постављена вертикално, а ПСУ је са стране, утицај топлог ваздуха ће бити мањи. Међутим, компоненте осетљиве на топлоту могу бити боље постављене на дну јединице.
Када се расхладни елементи користе интерно, ребра највећег хладњака морају бити паралелна са смером струјања ваздуха. Наравно, проток ваздуха ће бити ограничен препрекама, што треба узети у обзир. Начин на који ваздух напушта систем ће помоћи у одређивању ефикасности протока ваздуха. Да би се спречило нагомилавање притиска и смањила ефикасност вентилатора, површина попречног пресека излаза ваздуха треба да буде најмање 50 одсто већа од површине попречног пресека улаза.
Узимајући у обзир ове факторе, узимајући у обзир термичке параметре дизајниране око целог система, дизајнери могу не само да у потпуности искористе доступност СБЦ високих перформанси, већ и да у потпуности искористе конверторе напајања који се налазе у продаји.
