ЖУРНАЛ СТА 3/2013

и делает её пригодной для использова- ния в неблагоприятных условиях в кри- тически важных приложениях. Тепло- проводные материалы, используемые для охлаждения, – это, как правило, фрезерованные металлические пласти- ны, кроме теплоотвода, они обеспечи- вают повышенную механическую проч- ность и устойчивость модулей к ударам и вибрации (рис. 1 б ). Кондуктивное охлаждение в течение уже нескольких десятилетий использу- ется для построения компьютерных си- стем, работающих в жёстких условиях в военной, авиационной и аэрокосмиче- ской отраслях. В настоящее время оно часто встречается на рынке COTS-ре- шений, особенно в форм-факторе Com- pactPCI. Механическая спецификация для 3U и 6U CompactPCI-систем с кондуктив- ным охлаждением определена в стан- дарте ANSI/VITA 30.1, который, в свою очередь, появился благодаря специфи- кации IEEE 1101.2, устанавливающей требования по охлаждению плат 6U стандарта VME. Соблюдение разработ- чиками требований ANSI/VITA 30.1 позволяет достичь механической со- вместимости CompactPCI-модулей и шасси с кондуктивным теплоотводом от различных производителей. Основное правило стандарта ANSI/ VITA 30.1 состоит в том, что все приме- няемые платы могут быть установлены в стандартные CompactPCI-шасси с воз- душным охлаждением. Это позволяет системным интеграторам начать разра- ботку прототипа системы, используя коммерческие шасси с воздушным охлаждением периферийных плат, и значительно сократить время разработ- ки. Для того чтобы сделать на Compact- PCI-плате с кондуктивным теплоотво- дом расширение ввода-вывода, исполь- зуя стандартные PCI мезонинные моду- ли (PMC), спецификация VITA 20 уста- навливает основные правила по кон- струкции модулей CCPMC (Conduction Cooled PMC) и соответствующих плат- носителей с кондуктивным теплоотво- дом. CCPMC-модули имеют уменьшен- ную высоту компонентов, обусловлен- ную необходимостью прокладки требуе- мых для охлаждения платы-носителя тепловых и механических интерфейсов. Т ЕПЛООТВОДЯЩАЯ ПЛАСТИНА – РЕШЕНИЕ ПО КОНДУКТИВНОМУ ОХЛАЖДЕНИЮ МОДУЛЕЙ Для того чтобы модифицировать стандартную CompactPCI-плату в Com- pactPCI-модуль с кондуктивным тепло- съёмом, необходимо использовать фре- зерованную пластину из алюминиевого сплава, которая будет отводить тепло от компонентов, установленных на плате, к её краям, как показано на рис. 2. Охлаждающая пластина также повыша- ет жёсткость конструкции стандартных коммерческих модулей, сводя к мини- муму деформацию платы и позволяя ей противодействовать значительным уда- рам и вибрации, свойственным тяжё- лым условиям эксплуатации. Тепловые функции теплоотводящей пластины Охлаждающая пластина выступает в качестве радиатора для компонентов материнской платы. Внутренняя по- верхность пластины обрабатывается на станках в соответствии с высотой ком- понентов и её местоположением на плате. Тепло распределяется к краям пластины, где через специальные кли- новые запорные механизмы, фикси- рующие плату внутри шасси, обеспечи- вается его отвод на внешнюю поверх- ность и рассеяние в окружающей среде. В приложениях с кондуктивным тепло- отводом рабочая температура Compact- PCI-модуля определяется температурой на границе клиновых зажимов и окру- жающих слот стенок шасси (рис. 3). За счёт собственной массы и хороших теплопроводящих характеристик пла- стина эффективно понижает рабочую температуру самых горячих компонен- тов и создаёт сбалансированное распре- деление температуры, передавая тепло от более нагретых к более холодным областям платы. Кроме этого, уравни- вание температуры между горячими и холодными областями снижает физиче- ские нагрузки, возникающие из-за раз- ных коэффициентов теплового расши- рения компонентов и материала платы. Как следствие – повышение надёжно- сти всего устройства и увеличение по- казателя MTBF. Механические функции теплоотводящей пластины Теплопроводящая пластина закрыва- ет собой большинство компонентов и обеспечивает дополнительную механи- ческую жёсткость всей платы. Снижа- ется вероятность изгибов, увеличивает- ся механическая устойчивость к ударам и повышенной вибрации. Благодаря надёжной конструкции клиновых за- жимов к минимуму сводится возмож- ность сдвига CompactPCI-модулей внутри корпуса. Р ЕШЕНИЯ КОМПАНИИ ADLINK CompactPCI-модули с кондуктивным теплоотводом серии CT Компания ADLINK уже давно про- изводит CompactPCI-модули с кондук- ОБ ЗОР / В С Т РАИВ А ЕМЫЕ СИС Т ЕМЫ 9 СТА 3/2013 www.cta.ru Рис. 2. Расположение теплоотводящей пластины на 3U CompactPCI-модуле с кондуктивным охлаждением Рис. 3. 6U CompactPCI-модуль с кондуктивным теплоотводом, установленный внутри шасси а б Рис. 1. 6U CompactPCI-платы с конвекционным охлаждением ( а ) и с кондуктивным теплоотводом ( б ) Отвод тепла Отвод тепла Охлаждающая пластина Выталкиватель Клиновые зажимы Клиновые зажимы Отвод тепла Отвод тепла Клиновые зажимы © СТА-ПРЕСС