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主题:ATOM嵌入式低功耗无风扇多接口工业主板------设计要点篇

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关键字:ATOM|工控主板|嵌入式系统|intel945GSE|X86|嵌入式|超低功耗|无风扇|ATOM主板|多接口
一、围绕超薄、无风扇、全密封的结构需求的尺寸设计
BM945GSE-I0-2L采取贴片式电容的超薄型的设计,高度不超于20mm,尺寸定位为5.25寸(203 x 146mm),和低功耗无风扇的设计,可将机箱设计为全密封超薄机箱(不高于3CM),达到防尘、防水、抗高温、抗低温、免维护的效果,适应工业的各类恶劣环境。
二、围绕处理中心低功耗的设计
CPU+南桥+北桥做在主板背面
CPU、南桥、北桥都是主板的散热大户,如何解决这三大件的散热问题直接决定着主板的散热性能。一般的主板都采用将CPU、南桥、北桥与其他元器件放在同一平面的设计,这样的设计一方面是因为风冷散热的方式需要一定的空间形成气旋,另一方面是考虑到这样的制作工艺成本更为低廉。但是这种结构的主板无法实现机箱结构的小巧设计,这是由于在小巧的机箱里很难形成气旋,从而造成严重的散热问题。
由于BM945GSE的功耗低,其发热量很小,因此可以摒弃风冷散热而采用热传导的方式,将机箱箱体作为一个大的散热体,由主动散热转换为被动散热,这种散热模式需要导热桥、导热管和散热片等紧贴箱体的热传导散热装置与发热源贴合,因此将CPU+南桥+北桥放在主板的背面,可以使芯片组与热导管亲密结合,使其离箱体更近,缩短导热距离,大大加强散热的效能。散热距离的减短,可减少导热的材料成本。另一方面,南桥与北桥放在主板背面可以使机箱的设计更为小巧、精致、紧凑。
http://www.autocontrol.com.cn/EIP/upload/imgfiles/beimiantu.jpg
主板背面图
http://www.autocontrol.com.cn/EIP/upload/imgfiles/bm945gsei0.jpg
主板正面图
三、超强稳定性的基石
1、BM945GSE-I0-2L凌动主板是采用全贴片式的电子元器件,其中就包括贴片式陶瓷、钽电容。传统主板上的电容电解的容量往往很大,主板制造商往往为了节省成本而使用几个大电解电容,大电解电容就意味着大电流,犹如泄堤之水冲击,这会对电子元器件造成冲击而且很难控制。而贴片式的电容容量很小,电流的分布会处于一个比较平衡和谐的状态。
贴片电容比电解电容功耗更低,虽然只是低了零点几瓦的功耗,但是对于无风扇的密封机箱设计来说,却是意义重大的,因为这意味着系统发热的降低。
2、一般的电解电容最高耐温值是85度,在此温度下一般的电解电容寿命是5000个小时,高于85度,电解电容会处于非常不稳定的状态,电解溶液快速蒸发,电解电容寿命急剧下降,可能会出现爆浆现象。贴片式的钽电容是在85度温度下,其寿命是电解电容的20倍,125度以下都是处于稳定状态。贴片式的陶瓷电容的寿命,用电子产品的寿命比,可以认为贴片式的陶瓷电容的寿命,可以当成是无限长的。陶瓷电容的失效主要是由于老化引起的,这是由于其电容值随着使用时间而衰减。其电容容值超出允许值之外所经历的时间称为电容的老化时间,它决定了电容的使用寿命。对电容加热倒居里温度(大约为 130-150 ℃ )时,电容容值将会增加,老化进程重新开始,这成为去老化过程。
从主板的设计和元器件选用的情况分析,可以非常清楚的知道BM945GSE-I0-2L凌动主板的稳定性、可靠性及其使用寿命比大量使用电解电容的主板要高得多。
09-12-01 11:06

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