設計嵌入式系統時優先處理冷卻
隨著當今嵌入式電子產品的密度日益增加，散熱是在設計外殼時需要考慮的最關鍵方面之一。由於小型尺寸 (SFF) 系統的模組化性，因此沒有一個適合所有人使用，這增加了當今嵌入式計算系統中的熱管理的複雜性。依靠完善的設計原則，以整體系統方法為基礎，製造商能夠為現代電子應用生產量身定制的機櫃，同時將設計成本降至最低，並將熱量設計成本穩定。
可滿足嚴苛環境的機櫃
在當今的嵌入式電子產品中，系統不僅需要有效地運作，還需要承受強烈的振動、衝擊和 EMI。SFF 系統為嵌入式電子產品打造了新的道路，並且在許多堅固耐用和移動應用程序中發現了一個新的路徑。（圖 1）。
現今的外殼不再僅僅僅僅是保護元件並保持它們固定的方法；它們已成為整體系統的關鍵部分，基本上被認為是內部電子產品的延伸。從所使用的材料、使用的結構以及所需的密封技術，每個設計元件都會被檢查，以了解它如何對系統的運行、保護和可靠性做出貢獻，從而最大限度地發揮系統外殼的熱性能。
隨著越來越多的系統針對行動使用而設計，熱挑戰變得越來越複雜。通常需要計算機系統承受不同水平的溫度，振動，灰塵和潮濕。因此，電子機櫃也必須能夠承受這些環境因素，以保護其中的電子產品，並滿足當今應用的需求。
應對熱挑戰
嵌入式系統設計師正在提出不同的方法來優化透過機櫃的散熱效果。由於不斷縮小的電子產品，系統可以在更緊湊的環境中使用，但這構成了兩個主要設計障礙：
1.元件正在合併為多用途單元，因此可以添加更多元件，也就是功能。但隨著加入更多元件，結果是更多的熱量，並且將其從系統中流出的地方減少。
二.SFF 平台旨在在最小的空間內容納最大的功能。在設計上，隨著整體房地產凝結，設計師會留下較少的散熱空間。
在較小型封裝中對適當的冷卻和增加屏蔽的需求已成為優先考量，因為系統需要更多功率才能運行，而零組件的數量和密度也不斷增加。（圖二）
散熱
外殼通常通過空氣冷卻或傳導冷卻來冷卻。直到最近才出現液體和蒸汽冷卻的概念。這些新概念允許有效的熱管理，可根據特定應用量身定制。
無論選擇哪種方法用於在外殼中散熱，最關鍵的第一步是確定系統「熱點」所在的位置。一旦理解了這一點，就可以使用適當的散熱方法。此外，熱模擬軟件可以在設計階段中幫助輸入所有程序變數並驗證適當的系統冷卻。
模組化設計系統可以抵消一些成本，例如使用可變速溫度調節風扇降低噪音，監控風扇故障狀況，以及通過轉速計和鎖定轉子輸出風扇增加系統運行，以幫助抵消某些設計的差異。
大多數早解決的障礙都可以輕鬆克服。例如，當使用氣流作為冷卻方法時，外殼設計的一些常見緩解技術包括：
- 降低風扇安裝區域的空氣洩漏，以正確定導向和優化進入空氣
- 使用空氣隔板或空間，優化空氣流量並消除熱點
- 避免阻礙空氣移動的根本彎折來最大限度地減少氣流限制
即使在更新的冷卻概念進展，設計師仍在發現各種獨特的挑戰和緩解技術。但是，雖然風冷設計仍然佔據主導地位，但有一些「基本規則」可以幫助使用這種方法為最佳冷卻做出明確的路徑：
- 風扇的入口直徑應小於風扇安裝板的氣流切口
- 使用估計靜壓，選擇以「自由空氣」最大值 60% 以上的風扇和鼓風機
- 將物體放置在風扇直徑距離 1/2" 以上的進氣區域
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客製化模組化機櫃設計提供多種具成本效益的可能性，可滿足系統操作重要的速度、靈活性、負載以及各種其他設計因素。關鍵在於保持專注於平衡定制需求與包裝密度和性能。對於原型和較小型專案的低容量，這更加重要，以便更好地管理成本和上市時間。
隨著電子產品越來越小，設計工程師將繼續建立新的方法來消散發出的熱量。了解系統開發效益且可行的解決方案，並將模組化概念整合到機櫃設計中，將有助於您處理當今嵌入式應用中的各種環境和技術需求。查看這個 各式各樣的外殼、子支架和配件 找到適合您的配置。
