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SBC 電源的散熱注意事項(xiàng)

1906764 2022-11-28 | pdf | 157.34KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

單板計(jì)算機(jī) (SBC) 是許多控制問題的易于集成的解決方案。這一理念的流行導(dǎo)致市場上滿足廣泛性能和成本需求的 SBC 產(chǎn)品數(shù)量激增，從相對(duì)簡單的基于微控制器的解決方案到復(fù)雜但緊湊的高性能處理器和現(xiàn)場可編程處理器的組合門陣列。通常，需要將大量計(jì)算性能封裝到一個(gè)狹小的空間中，這在外殼和封裝設(shè)計(jì)方面提出了挑戰(zhàn)，并對(duì)電源子系統(tǒng)產(chǎn)生了連鎖反應(yīng)。單板計(jì)算機(jī) (SBC) 是許多控制問題的易于集成的解決方案。這一理念的流行導(dǎo)致市場上滿足廣泛性能和成本需求的 SBC 產(chǎn)品數(shù)量激增，從相對(duì)簡單的基于微控制器的解決方案到復(fù)雜但緊湊的高性能處理器和現(xiàn)場可編程處理器的組合門陣列。通常，需要將大量計(jì)算性能封裝到一個(gè)狹小的空間中，這在外殼和封裝設(shè)計(jì)方面提出了挑戰(zhàn)，并對(duì)電源子系統(tǒng)產(chǎn)生了連鎖反應(yīng)。隨著 SBC 市場的增長，出現(xiàn)了豐富的電源解決方案選擇。一方面，這使得最終系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加容易，因?yàn)樗梢砸蕾嚞F(xiàn)成的解決方案；但許多嵌入式控制項(xiàng)目對(duì)小尺寸的需求會(huì)影響為確保高可靠性和一致性能而需要做出的選擇。隨著 SBC 市場的增長，出現(xiàn)了豐富的電源解決方案選擇。一方面，這使得最終系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加容易，因?yàn)樗梢砸蕾嚞F(xiàn)成的解決方案；但許多嵌入式控制項(xiàng)目對(duì)小尺寸的需求會(huì)影響為確保高可靠性和一致性能而需要做出的選擇。更高性能的 SBC 可能需要高水平的功率來支持每臺(tái)在 1 W 或更低功率時(shí)消耗超過 100 A 的設(shè)備。通常在單個(gè)處理器或 FPGA 附近會(huì)有負(fù)載點(diǎn) (POL) 電源控制器；但核心電源需要能夠以相當(dāng)高的功率水平為這些 POL 設(shè)備提供經(jīng)過良好調(diào)節(jié)的電壓，以確保高效運(yùn)行。更高性能的 SBC 可能需要高水平的功率來支持每臺(tái)在 1 W 或更低功率時(shí)消耗超過 100 A 的設(shè)備。通常在單個(gè)處理器或 FPGA 附近會(huì)有負(fù)載點(diǎn) (POL) 電源控制器；但核心電源需要能夠以相當(dāng)高的功率水平為這些 POL 設(shè)備提供經(jīng)過良好調(diào)節(jié)的電壓，以確保高效運(yùn)行。熱量對(duì)電子系統(tǒng)的性能有直接影響。電子電路，尤其是那些用于功率轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)碾娐?，通常在較低的溫度下更有效地運(yùn)行，并且反過來往往會(huì)消耗更少的能量作為廢熱。隨著整個(gè)系統(tǒng)功率輸出的增加，可通過有效冷卻獲得的效率增益顯著增加。熱量對(duì)電子系統(tǒng)的性能有直接影響。電子電路，尤其是那些用于功率轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)碾娐?，通常在較低的溫度下更有效地運(yùn)行，并且反過來往往會(huì)消耗更少的能量作為廢熱。隨著整個(gè)系統(tǒng)功率輸出的增加，可通過有效冷卻獲得的效率增益顯著增加。冷卻器運(yùn)行也會(huì)對(duì)可靠性產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。如果系統(tǒng)在較低溫度下運(yùn)行，則系統(tǒng)在給定時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的可能性較低。這些因素使得在查看電源設(shè)計(jì)選項(xiàng)（例如冷卻和負(fù)載與效率曲線）時(shí)考慮所有可能性變得很重要。電源等電子設(shè)備主要通過三種方式散熱：輻射、對(duì)流和傳導(dǎo)。對(duì)于大多數(shù)環(huán)境中使用的電子系統(tǒng)，對(duì)流和傳導(dǎo)是最重要的。冷卻器運(yùn)行也會(huì)對(duì)可靠性產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。如果系統(tǒng)在較低溫度下運(yùn)行，則系統(tǒng)在給定時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的可能性較低。這些因素使得在查看電源設(shè)計(jì)選項(xiàng)（例如冷卻和負(fù)載與效率曲線）時(shí)考慮所有可能性變得很重要。電源等電子設(shè)備主要通過三種方式散熱：輻射、對(duì)流和傳導(dǎo)。對(duì)于大多數(shù)環(huán)境中使用的電子系統(tǒng)，對(duì)流和傳導(dǎo)是最重要的。通過對(duì)流，當(dāng)能量從系統(tǒng)的固體組件轉(zhuǎn)移到空氣分子時(shí)，熱量從電源轉(zhuǎn)移出去。熱損失率與空氣流過系統(tǒng)的速度成正比。因此，與熱組件將能量傳遞給空氣分子所導(dǎo)致的自然運(yùn)動(dòng)相比，強(qiáng)制風(fēng)冷將提供更大程度的冷卻。通過對(duì)流，當(dāng)能量從系統(tǒng)的固體組件轉(zhuǎn)移到空氣分子時(shí)，熱量從電源轉(zhuǎn)移出去。熱損失率與空氣流過系統(tǒng)的速度成正比。因此，與熱組件將能量傳遞給空氣分子所導(dǎo)致的自然運(yùn)動(dòng)相比，強(qiáng)制風(fēng)冷將提供更大程度的冷卻。強(qiáng)制風(fēng)冷可以增加現(xiàn)成電源的最大可用功率。例如，CUI制造的主電源強(qiáng)制風(fēng)冷可以增加現(xiàn)成電源的最大可用功率。例如，CUI