设计嵌入式系统时优先考虑冷却
随着当今嵌入式电子设备密度的增加，散热是设计外壳时需要考虑的最关键方面之一。由于小型封装 (SFF) 系统的模块化，没有放之四海皆准的解决方案，这增加了当今嵌入式计算系统中散热管理的复杂性。依靠基于整体系统方法的既定设计原则，制造商可以为现代电子应用生产量身定制的外壳，同时将设计成本降至最低，散热分布稳定。
满足苛刻环境的外壳
在当今的嵌入式电子设备中，系统不仅需要有效运行，还需要承受强烈的振动、冲击和电磁干扰。SFF 系统为使用嵌入式电子设备开辟了一条新的道路，并应用于许多耐用型和移动应用中。（图 1）。
当今的外壳不再只是保护组件并将其固定在原位的一种手段；它们已成为整个系统的关键部分，本质上被认为是内部电子设备的延伸。对每个设计元素（包括所使用的材料、所采用的结构和所需的密封技术）都进行了检查，以了解它如何为系统的运行、保护和可靠性做出贡献，从而最大限度地提高系统外壳的热性能。
随着越来越多的系统专为移动用途而设计，散热挑战变得更加复杂。计算机系统通常需要承受不同水平的温度、振动、灰尘和湿气。因此，电子外壳还必须能够承受这些环境因素，以保护其中的电子设备，并满足当今应用的需求。
应对散热挑战
嵌入式系统设计人员想出了不同的方法来优化外壳的散热。由于电子设备不断缩小，系统可以在更紧凑的环境中使用，但这构成了两个主要的设计障碍：
1。组件被整合到多用途单元中，因此可以添加更多组件，也就是功能。但是，随着添加更多的组件，结果是更多的热量和更少的流出系统的地方。
2。SFF 平台力求在最小的占地面积中容纳最多的功能。通过设计，随着整体空间的凝结，设计师留出的散热空间更少。
由于系统需要更多功率才能运行，同时组件的数量和密度也在增加，因此对较小封装中适当的冷却和增强屏蔽的需求已成为当务之急。（图 2）
散热
外壳通常通过空气冷却或传导冷却来冷却。直到最近，液体和蒸汽冷却的概念才问世。这些新概念允许有效的热管理，可以针对特定应用进行量身定制。
无论选择哪种方法来散发机柜中的热量，最关键的第一步都是确定系统 “热点” 的位置。一旦了解了这一点，就可以使用正确的散热方法。此外，热仿真软件可以在设计阶段帮助输入所有程序变量并验证系统冷却是否充足。
模块化设计系统可以抵消部分成本，例如使用可变速温度调节风扇降低噪音，监控风扇故障情况，通过转速计和锁定转子输出风扇提高系统运行水平，以帮助抵消某些设计上的折衷。
早期解决的大多数障碍都可以轻松克服。例如，当使用气流作为冷却方法时，一些常见的外壳设计缓解技术包括：
- 减少风扇安装区域的空气泄漏，以正确引导和优化进气量
- 使用隔气板或集气室优化气流并消除热点
- 通过避免阻碍空气流动的激进弯曲来最大限度地减少气流限制
尽管新的冷却概念不断发展，设计人员仍在发现每种概念面临的独特挑战和缓解技术。但是，尽管风冷设计仍然占主导地位，但有一些 “经验法则” 有助于为使用这种方法实现最佳冷却铺平道路：
- 风扇的入口直径应小于风扇安装板的气流切口
- 使用估计的静压来选择性能超过 “自由空气” 最大值60％的风扇和鼓风机
- 将物体放置在距离风扇直径超过 1/2 英寸的进气区域
自定义您的外壳
定制模块化机柜设计提供了多种经济实惠的可能性，可以满足速度、灵活性、负载和对系统运行至关重要的各种其他设计因素。关键是要专注于在定制要求与封装密度和性能之间取得平衡。这对于小批量原型和小型项目来说更为重要，可以更好地管理成本和缩短上市时间。
随着电子设备越来越小，设计工程师将继续寻找新的方法来散发散出的热量。了解用于系统开发和将模块化概念集成到机柜设计中的具有成本效益和可行的解决方案，将帮助您应对当今嵌入式应用中的各种环境和技术需求。看看这个 种类繁多的外壳、插箱和附件 来找到适合你的配置。
