Reka Bentuk Terma Bekalan kuasa SBC

Komputer papan tunggal (SBC) mewakili penyelesaian bersepadu yang mudah kepada banyak masalah kawalan. Populariti idea ini telah membawa kepada lonjakan dalam bilangan produk SBC di pasaran, yang meliputi pelbagai prestasi dan keperluan kos, daripada penyelesaian berasaskan mikropengawal yang agak mudah kepada pemproses berprestasi tinggi yang kompleks tetapi padat dan gerbang hibrid boleh atur cara lapangan. tatasusunan. Secara amnya, keperluan untuk membungkus sejumlah besar prestasi pengkomputeran ke dalam ruang kecil menimbulkan cabaran dalam reka bentuk shell dan pakej, dan mempunyai kesan rantaian pada subsistem bekalan kuasa.

Haba mempunyai kesan langsung ke atas prestasi sistem elektronik. Litar elektronik, terutamanya yang digunakan untuk penukaran kuasa dan penghantaran, biasanya berfungsi dengan lebih cekap pada suhu yang lebih rendah, dan seterusnya cenderung untuk menghilangkan lebih sedikit tenaga dalam bentuk haba buangan. Apabila output kuasa keseluruhan sistem meningkat, keuntungan kecekapan yang boleh diperolehi dengan penyejukan berkesan meningkat dengan ketara.

Operasi yang lebih sejuk juga akan mempunyai tindak balas berantai pada kebolehpercayaan. Jika sistem dikendalikan pada suhu yang lebih rendah, kebarangkalian kegagalannya dalam masa tertentu akan dikurangkan. Faktor ini menjadikannya penting untuk mempertimbangkan semua kemungkinan apabila melihat pilihan reka bentuk bekalan kuasa, seperti penyejukan dan beban berbanding keluk kecekapan. Terdapat tiga cara utama pelesapan haba untuk unit elektronik seperti bekalan kuasa: sinaran, perolakan dan pengaliran. Untuk sistem elektronik yang digunakan dalam kebanyakan persekitaran, perolakan dan pengaliran adalah yang paling penting.

Melalui perolakan, apabila tenaga dipindahkan daripada komponen pepejal sistem ke molekul udara, haba akan dipindahkan daripada bekalan kuasa. Kadar kehilangan haba adalah berkadar dengan kelajuan udara yang mengalir melalui sistem. Oleh itu, penyejukan udara paksa akan memberikan tahap penyejukan yang lebih tinggi daripada gerakan semula jadi yang dihasilkan oleh pemasangan terma yang memindahkan tenaga ke molekul udara.

Pengaliran melalui substrat PCB atau casis sistem menyediakan cara selanjutnya untuk menghilangkan haba daripada bekalan kuasa, walaupun ia secara tradisinya dianggap kurang penting daripada perolakan. Di samping itu, dalam sistem berasaskan SBC, ia juga penting bahawa haba bekalan kuasa tidak boleh dipindahkan ke kompleks pemproses, kerana ia akan meningkatkan kemungkinan peranti memasuki penutupan terma untuk melindungi dirinya di bawah keadaan beban tinggi.

Secara amnya, kandungan tembaga yang tinggi pada PCB dan logam dalam perumah membantu menyediakan laluan yang baik untuk haba mengalir keluar daripada bekalan kuasa melalui pengaliran. Radiator yang dipasang di luar kepungan akan membantu memindahkan haba dari sistem ke tempat di mana ia boleh hilang secara perolakan. Adalah disyorkan untuk mengisi sebarang jurang antara peralatan yang akan disejukkan dengan pelekat konduktif haba dan memaksimumkan pemindahan haba dari peralatan ke radiator. Bolt atau pengapit meningkatkan tekanan sentuhan, yang juga meningkatkan pemindahan haba ke dalam heatsink.

Arah bekalan kuasa dalam sistem juga akan mempengaruhi prestasi penyejukan, bergantung pada susun atur komponen dalaman. Apabila udara panas cenderung meningkat, bekalan kuasa yang dipasang di bawah SBC cenderung untuk memindahkan haba ke komponen dalam kompleks pemproses. Jika papan dipasang secara menegak dan PSU berada di sisi, pengaruh udara panas akan menjadi kurang. Walau bagaimanapun, komponen sensitif haba mungkin lebih baik diletakkan di bahagian bawah unit.

Apabila heatsink digunakan secara dalaman, sirip heatsink terbesar hendaklah selari dengan arah aliran udara. Sememangnya, aliran udara akan dihadkan oleh halangan, yang perlu dipertimbangkan. Cara udara meninggalkan sistem akan membantu menentukan kecekapan aliran udara. Untuk mengelakkan pengumpulan tekanan dan mengurangkan kecekapan kipas, luas keratan rentas saluran keluar udara hendaklah sekurang-kurangnya 50 peratus lebih besar daripada luas keratan rentas salur masuk.

Memandangkan faktor-faktor ini, dengan mempertimbangkan parameter terma yang direka bentuk di seluruh sistem, pereka bukan sahaja boleh menggunakan sepenuhnya ketersediaan SBC berprestasi tinggi, tetapi juga menggunakan sepenuhnya penukar kuasa luar.