冷却电子板可能是一个巨大的挑战，特别是当强大的系统需要准备好无风扇运行时。使用纯机械耦合散热是昂贵的，而且会消耗宝贵的空间，更不用说从一开始就需要为这种冷却概念专门设计电路板。
多余的热从其产生地传递到吸热介质的过程很象在一系列电阻中发现的热电阻。根据材料和表面的不同，每一层都会增加总热阻的厚度。例如，对于集成电路来说，这是封装填充、导热膜和散热片。显然，参与传递的层的导热系数越高，冷却效率越高。
改善热管理的传统方法包括简单的对流冷却，即沿着被冷却的表面引导气流。但你也会有空气引入杂质和液体的风险，这会破坏系统。虽然过滤设备是可用的，但是您已经添加了更多的组件，这些组件可能会磨损，在系统的使用寿命中需要额外的维护。简单的对流冷却不再那么简单了。
另一方面，传导冷却不需要空气流动。它本质上是利用系统结构和现有部件将外壳变成散热器，从系统中吸收热量以减少热效应。定位是这种冷却方法的关键，因为系统组件需要被正确地放置，以促进传热。而且，需要有足够的接触点和散热区域来容纳所有产生的热量。
传统的基础上
而传统的传导冷却对于单个的印刷电路板(pcb)是有用的，19英寸。有多个板的机架排除了卡的表面直接连接到外壳墙。如今，日益密集的嵌入式系统需要越来越多的组件、板和复杂性，这就意味着需要从系统内部散发更多的热量。
系统设计者需要找到替代的方法来将热量从系统中释放出来，例如建立在传导冷却的原理之上。这有助于改善插板与导轨接触面等区域的散热，将系统内部较深处的热量吸出。
在这种设计的一个实现中，铝板组件适用于关键发热区域，本质上扩展了整个传导冷却原理。另一种方法是利用PCB上的实际组件接触表面，通过PCB内部额外的铜层传递热量。当然，这两种方法都会影响元件放置的可用表面，并决定铜层的数量，因此需要在PCB设计之初就采用这些方法。
但现有的董事会怎么办?我们可以将这些概念用于已经设计好的实现吗?如果我们容纳稍多的机架空间比需要的传统板，它可以做到。
通过使用导轨区域作为传导冷却方法的延伸，设计师可以将PCB卡夹在铝框上，这完全包围了卡。甚至底部的组件可以热耦合到框架，导致异常的热管理。
标准3U紧形PCI板可以安装在特殊的机架系统中，无需对流冷却。与普通的传导冷却技术相比，它的好处也很大。作为大批量生产的标准产品，这种电路板的价格要便宜得多。卡还可以承载更多的功能，因为冷却基础设施不会占用宝贵的空间。
扩展冷却坚固的要求
许多坚固耐用的应用需要嵌入式系统在扩展的温度范围内运行。除了其固有的冲击、振动和电磁兼容性(EMC)属性，专门设计用于坚固的应用程序，ANSI/VITA 59: RSE(坚固系统模块Express准备与VITA，或ESMexpress)指定了先进的冷却方法标准。
ESMexpress系统中使用的无风扇冷却概念是一种混合配置。通过利用传导和对流冷却的元素，ESMexpress利用了这两种方法的最佳效果，使得系统即使在扩展的温度范围内也能保持可靠。
可靠的组件是苛刻、关键任务应用的关键。如果嵌入式系统被用于一个应用程序中，在该应用程序中，计算机故障将导致生产停顿或生命损失，则VITA 59兼容的产品和组件的坚固特性可能对坚固应用程序中的系统可操作性至关重要。
这个问题正在升温
那么，设计师将如何真正实现这些替代冷却方法呢?液体冷却会超过目前所有的方法吗?那么，这些建立在传导冷却概念基础上的新方法能释放多少热量呢?
最终结果还有待观察，但未来是明朗的。嵌入式系统中的热管理将始终处于设计的最前沿，特别是在组件尺寸缩小、功能增加的情况下，随着整个系统需要以更快的速度处理更多的数据，以及嵌入式系统进入具有极端温度要求的更坚固的应用程序时。
施密茨芭芭拉1992年起担任MEN Mikro Elektronik的首席营销官，负责公共关系和产品定位，以及全球销售渠道的开发和协调。她毕业于Erlangen-Nürnberg大学。后来，她在Bad Harzburg商学院(Bad Harzburg business school)的函授课程中学习了商业经济学，并在纽伦堡(Nuremberg)的市场营销与传播学院(Marketing and Communications)当过学徒。
