Cincoze lüfterlose Embedded-Computer-Kühltechniken
Die Stabilität und Zuverlässigkeit der Embedded-Computer, halten die Industrie in Bewegung. Sie werden in vielen Bereichen eingesetzt. Von automatischen Roboter-Armen in einer Automobilfabrik bis zu autonomen Bergbaufahrzeugen in einem Bergwerk oder automatischen Ölbohrplattformen auf See. Embedded-Computer verfügen über die Rechenleistung, Peripherieanschlüsse, Datenanalyse und Echtzeit-Netzwerkverbindung, die in den verschiedenen Anwendungsumgebungen benötigt wird. So können Anwendungen beispielsweise im Bereich intelligente Fertigung, Transport, Schiene, Energie und Bergbau bestens realisiert werden. Zunehmend mit den Konditionen in rauen Umgebungen wird eine effektive Wärmeableitung zu einem entscheidenden Faktor für einen stabilen Betrieb. Die robusten, zuverlässigen und anwendungsorientierten lüfterlosen Embedded-Computer von Cincoze erfüllen eine Vielzahl von Anwendungsanforderungen. Sie verfügen über eine proprietäre Wärmeableitungsstruktur, die der Schlüssel zu einem stabilen Betrieb ist. So kann ein erweiterter Temperaturbereich (-40°C bis 70°C) ermöglicht werden, was den Industriestandard übertrifft.
Entschlüsselung der Kühlungslösungen von Cincoze
Übermäßig hohe Temperaturen sind schädlich für die Lebensdauer von Computerteilen und können, wenn sie nicht kontrolliert werden, zu einer verschlechterten Leistung durch CPU-Drosselung oder sogar zu einem Systemabsturz führen. Glücklicherweise haben Hersteller von Embedded-Computern einige einzigartige Techniken, um das ideale Gleichgewicht zwischen Leistung und Wärmeableitung zu erreichen. Bevor wir die Kühlungslösung von Cincoze entschlüsseln, ist es wichtig zu wissen, dass es auf der Hauptplatine mehrere Wärmequellen gibt. Darunter fallen CPU, Chipsatzes, GPU, LAN-Controllers, die Drossel, MOSFETs und weitere Bauteile. Im Allgemeinen stehen zwei Kühlmethoden zur Auswahl. Die erste ist die aktive Kühlung. Sie verwendet aktive Lüfter, um die heiße Luft von den wärmeerzeugenden Teilen wegzuleiten. Die andere Option ist die passive Kühlung. Diese nutzt die leitenden Eigenschaften bestimmter Metalle, um Energie von den erhitzten Teilen zur Außenseite des Gehäuses zu übertragen.
Embedded-Computer sind dafür ausgelegt, unter rauen Bedingungen in verschiedenen Installationsumgebungen zu arbeiten. Hierunter fallen heiße und feuchte oder sogar frostige Temperaturen wie sie im Freien zu finden sind. Großen Mengen an Staub oder Sägemehl an einer Produktionslinie oder andere mechanische Teile, die in das System eindringen könnten bieten weitere Gefahren für den Embedded-Computer. Diese Umweltfaktoren sind für die Funktion und Lebensdauer entscheidend. Daher verwenden die Embedded-Computer von Cincoze ein geschlossenes, lüfterloses Design, welches die Robustheit erhöht und das Risiko von Staubansammlungen im Inneren des Computers und deren Auswirkungen auf den Betrieb effektiv eliminiert.
Die Kühlungslösung der lüfterlosen Embedded-Computer von Cincoze wird individuell pro System entwickelt. Nach sorgfältiger Berechnung der Variablen entwirft ein auf das Thermodesign spezialisierter Ingenieur der F&E-Abteilung in den frühen Stadien des Produktentwurfs das Kühlkonzept. Das Ziel ist es, das ideale Gleichgewicht zwischen Kühlung und Leistung zu erreichen. Das wird erreicht indem das System so konzipiert wird, dass es die Wärme schneller von der CPU und GPU abführt, als sie erzeugt wird.
Cincoze Embedded Computer - Architektur zur thermischen Energieübertragung
Hauptwärmequelle - CPU
Die CPU ist die Hauptwärmequelle in einem Computer. Als Herzstück des Computers ist sie für die Verarbeitung arithmetischer und logischer Operationen verantwortlich, interpretiert jede Anweisung und steuert den Betrieb des Computers. Unter geringer Last ist Wärme kein großes Problem, aber bei Multitasking erzeugt der schnelle Betrieb der CPU viel Wärme.
Wärmeableiter
Der Kühlkörper leitet die Wärme von der CPU zum Systemgehäuse ab. Das Design der Kühlkörper von Cincoze nutzt die einzigartigen Eigenschaften verschiedener Metalle: Kupfer für schnelle Wärmeweiterleitung und Aluminium für schnelle Wärmeableitung. Bei der Gestaltung der Kühlkörper werden Kupferröhren und Aluminiumblöcke kombiniert. So ist es möglich, die Wärmeübertragung von der CPU nach oben und durch das Systemgehäuse hindurch zu maximieren. Dieses Verfahren ist äußerst effektiv und verindert den gefürchteten Wärmestau, welcher zu einem Stillstand des Betriebs führen kann.
Wärmeleitpad
Um etwaige Abstände oder Luftspalten zwichen der CPU und dem Kühlkörper zu verhindern wird ein Wärmeleitpad verwendet. So wird eine effektive Wärmeübertragung zwischen der CPU und der extrudierten Aluminiumhülle gewährleistet. Cincoze verwendet ein Wärmeleitpad aus Silikon mit niedrigem Wärmedurchgangswiderstand und einer thermischen Leitfähigkeit von bis zu 12,5 W/mK. Die hohe thermische Leitfähigkeit minimiert den Kontaktwärmewiderstand und ermöglicht einen optimalen Wärmeübergang.
Kupferrohr
Im Inneren der extrudierten Aluminiumhülle befinden sich Kupfer-Wärmerohre mit ausgezeichneter Wärmeleitfähigkeit, die die Wärme zur äußeren Oberfläche der Aluminiumabdeckung transportieren. Diese Bauweise wird häufig zur Wärmeableitung bei CPUs und GPUs mit hoher Leistung verwendet.
Aluminium-Extrusionsgehäuse
Die Gehäuse der Cincoze Embedded-Computer verwenden Aluminium aufgrund seiner ausgezeichneten Wärmeableitungsfähigkeit. Die auf das Thermodesign spezialisierten Ingenieure von Cincoze entwerfen die Gehäuse mit Rippen unterschiedlicher Höhen und Formen. So kann die Gesamtoberfläche vergrößert werden was zur Maximierung der Wärmeableitung führt. Im Vergleich zu anderen Designs von Embedded-System-Gehäusen auf dem Markt ermöglicht dieses einzigartige Unibody-Gehäuse von Cincoze nicht nur eine effizientere Wärmeableitung, sondern bietet auch eine höhere Robustheit des Gehäuses.
Internationale Zertifizierung für weiten Temperaturbereich
Um die für Kundenanforderungen am besten geeignetsten Embedded-Computer bereitzustellen, investiert Cincoze erhebliche Ressourcen in sein Forschungs- und Entwicklungszentrum. Zu diesem Zweck Cincoze hat verschiedene Labors eingerichtet. Darunter Labors für EMV, Signale, Hardware und Temperatur. Insbesondere das Temperaturlabor gewährleistet, dass Cincoze Embedded-Computer einen stabilen und reibungslosen Betrieb bei Multitasking-Anwendungen in Temperaturen von -40°C bis 70°C aufrechterhalten können. Cincoze Embedded-Computer haben auch folgende Standards bestanden, um spezifische Anwendungsanforderungen zu erfüllen:
| Zertifizierungen | Beschreibung |
| IEC60068-2-1 | Tieftemperaturtest. Ein Testverfahren zur Bestimmung der Fähigkeit von Komponenten und Geräten, bei niedrigen Temperaturen verwendet, transportiert oder gelagert zu werden. |
| IEC60068-2-2 | Hitzetest. Ein Testverfahren zur Bestimmung der Fähigkeit von Komponenten und Geräten, bei hohen Temperaturen verwendet, transportiert oder gelagert zu werden. |
| IEC60068-2-14 | Temperaturwechseltest. Ein Testverfahren zur Bestimmung der Fähigkeit von Komponenten und Geräten, schnelle Änderungen der Umgebungstemperatur zu überstehen. Elektrische und mechanische Eigenschaften werden nach einem festgelegten Temperaturabfall geprüft. |
| EN 50155 | Eisenbahntrockenhitzestandard. Spezifiziert die Leistungsanforderungen elektronischer Geräte in Umgebungen mit hoher Temperatur und trockener Hitze. |
