팬리스 Mini-ITX · 수동 냉각 · 히트 스프레더 · 케이스 결합

산업용 및 임베디드 시스템용 팬리스 Mini-ITX 메인보드

지속적인 발열량, 최대 주변 온도, 열 저항, 인클로저 형상, 부품의 열 집중 부위, 그리고 칩에서 주변 공기로의 열 전달 경로를 고려하여 팬이 없는 플랫폼을 선택하십시오.

  • 170 × 170mmMini-ITX 보드 풋프린트
  • N100 · 6 W저전력 CPU 레퍼런스
  • N97 · 12 W더 높은 수동 냉각 부하
수동 냉각 및 케이스 열 분산 방식을 채택한 팬리스 Mini-ITX 마더보드

팬이 없는 열 설계 범위

와트 수, 주변 온도 및 허용 온도 상승치를 바탕으로 팬리스 적용 가능 여부 결정하기

팬을 제거하면 강제 공기 흐름이 사라질 뿐, 열은 그대로 남습니다. 수동 냉각 방식의 Mini-ITX 시스템은 전체 열 전달 경로가 최악의 설치 환경에서도 시스템의 지속적인 전력 소비를 감당할 수 있을 때만, 용납할 수 없는 성능 저하나 부품 온도 여유 손실 없이 정상적으로 작동합니다.

입력 측정 대상 중요한 이유
지속적인 전력 CPU + VRM + RAM + 저장장치 + NIC + USB + 변환 손실 인클로저에서 빠져나가야 하는 총 열량을 산정합니다.
최대 주변 온도 설치된 기기 주변의 온도, 단순히 실내 온도뿐만 아니라 사용 가능한 온도 상승 한도를 줄입니다
듀티 사이클 CPU, 스토리지 및 네트워크의 지속적인 활동 짧은 벤치마크 피크는 정상 상태의 열적 고장을 가려낼 수 있다
첨부 파일 재질, 표면적, 배향, 밀봉 및 장착 열이 주변 공기로 얼마나 효과적으로 전달되는지를 결정합니다

실리콘-주변 환경 간 열 전달 경로

수동 냉각 시스템이 제대로 작동하려면 모든 열전도 인터페이스가 제 역할을 해야 합니다.

  1. 프로세서 패키지CPU 또는 SoC가 주요 집중 열 부하를 발생시킵니다.
  2. 열 인터페이스패드, 그리스 또는 상변화 물질이 표면 사이의 미세한 틈을 메웁니다.
  3. 방열판 또는 열전도판작은 패키지 영역에서 발생한 열을 더 큰 금속 구조물로 배출합니다.
  4. 섀시 인터페이스접촉 압력, 평탄도 및 공차 누적치가 인클로저가 열 확산기 역할을 할 수 있는지 여부를 결정합니다.
  5. 섀시 대 주변 환경최종 열 방출량은 외부 표면적, 핀, 배치 방향 및 주변 공기에 의해 결정됩니다.

CPU 이외의 발열원

저장, 네트워킹 및 전력 변환이 팬이 없는 시스템의 숨겨진 병목 현상이 될 수 있다

열원 중요해질 때 검증 중점
NVMe SSD 지속적인 로깅, 데이터베이스 또는 고속 저장소 쓰기 작업 컨트롤러 온도, 지속 쓰기 속도 및 스로틀링
이더넷 컨트롤러 여러 개의 LAN 포트, 2.5GbE/10GbE 트래픽 또는 라우팅 워크로드 지속적인 링크 활동이 있는 상태에서의 NIC/PHY 온도
VRM / DC-DC 높은 CPU 부하, 광범위한 입력 변환 또는 주변 장치 전원 변환 손실, 핫스팟 온도 및 인근 기류 제한
USB / 확장 전원 공급이 필요한 카메라, 무선 통신기, 캡처 장치 또는 추가 카드 커넥터 전류, 컨트롤러 부하 및 전체 시스템 발열량

열저항

θ ≤ ΔT / P를 사용하여 수동 냉각 요구량을 선별한다

열 저항을 통해 신속하게 타당성을 확인할 수 있습니다. 이는 실제 측정을 대체할 수는 없지만, 허용되는 온도 상승폭이 단순한 수동 방열판으로는 감당하기에 너무 작은지 여부를 파악할 수 있게 해줍니다.

참고 문헌 계산 해석
인텔 N100 6W 프로세서 TDP 유용한 저전력 무팬 기반 시작점
인텔 N97 12W 프로세서 TDP 6W 기준 모델에 비해 약 2배 정도의 프로세서 발열량
35°C 상승 · 6 W θ ≤ 35 / 6 = 5.83°C/W 해당 단순화된 ‘프로세서만’ 예제의 최대 총 저항
35°C 상승 · 12 W θ ≤ 35 / 12 = 2.92°C/W 동일한 온도 상승 허용 범위 내에서 더 까다로운 수동 경로

히트 스프레더 · TIM · 케이스

기계적 공차는 방열판 사양보다 열 성능에 더 큰 영향을 미칠 수 있다

TIM 두께

두께가 두꺼운 패드는 공차 누적 오차를 상쇄할 수 있지만, 대개 열 저항을 증가시킵니다. 안정적인 접촉을 유지할 수 있는 한도 내에서 가능한 한 얇은 적격 인터페이스를 사용하십시오.

접촉 압력

압력이 너무 낮으면 열 접촉이 원활하지 않게 되며, 너무 높으면 PCB나 프로세서 패키지에 부하가 가해질 수 있습니다. 장착 부품과 조임 토크를 명확히 정의하십시오.

평탄도 및 적층

CPU 높이, 스프레더 두께, 스탠드오프, 인클로저 평탄도 및 PCB 공차에 따라 생산된 제품 전반에 걸쳐 접촉이 일관되게 유지되는지가 결정됩니다.

서비스 가능성

메모리, M.2, 커넥터 및 장착 나사는 검증된 열 전달 인터페이스를 훼손하지 않은 상태에서 접근이 가능해야 합니다.

주변 환경 · 방향 · 밀폐형 인클로저

설치 위치와 외함 설계에 따른 자연 대류의 변화

개방형 작업대에서 수평으로 검증된 팬리스 시스템은 밀폐된 캐비닛에 수직으로 장착될 경우 다른 동작 양상을 보일 수 있습니다. 자연 대류, 뜨거운 공기의 층화 현상, 외부 표면의 노출 정도는 모두 설치 방식에 따라 달라집니다.

상태 확인해야 할 사항
밀폐형 섀시 벽 내부로의 열전달 및 외부 표면을 통한 열 방출
수직 / 수평 설치 자연 대류 경로와 핫스팟의 이동
캐비닛 설치 인근 장비가 캐비닛을 가열한 후 장치 주변의 국소 기온
야외 / 햇빛 노출 단순히 기상 관측소의 주변 기온뿐만 아니라, 태양열 획득량과 외피 표면 온도

열적 적합성 평가

최종 보드, BIOS, 스토리지 및 인클로저를 하나의 열 어셈블리로 검증합니다.

자격 분야 참고 문헌 다음 용도로 사용하세요
추위 IEC 60068-2-1 필요한 경우 저온 작동 또는 보관 적합성 검증
건열 IEC 60068-2-2 고온 정상태 노출
온도 변화 IEC 60068-2-14 필요한 경우 온도 전환 응력
주요 산업용 제품군 일부 구성의 경우 -20°C ~ +70°C 해당 출시 범위가 포함된 정확한 생산 SKU인 경우에만 사용하십시오.
광범위한 온도 범위를 지원하는 타깃 -40°C ~ +85°C 프로젝트 목표 적격한 BOM, 콜드 스타트, 핫 로드 및 전환 테스트가 필요합니다.

시작 보드

작업 부하를 충족하면서도 열 부하가 가장 낮은 수준부터 시작하십시오.

시작 보드 다음과 같은 경우에 사용하세요 게시 전 확인
인텔 N100 산업용 미니-ITX 이 용도에는 6W급 프로세서로 충분합니다. 전체 시스템 발열, 저장 장치, LAN, 방열판/섀시 접합부 및 주변 온도 범위
인텔 N97 팬리스 미니-ITX CPU 또는 네트워크 부하가 더 크다면 12W 프로세서 기준치를 적용하는 것이 타당하다 NIC 발열, 저장 활동, 수동 저항, 인클로저 및 지속 부하
팬이 없는 광범위 온도 지원 Mini-ITX 이 설비에는 규정된 확장 온도 범위 요건이 적용됩니다. 출력 범위, BOM, 저장, 전력 스테이지, 열 인터페이스 및 저온/고온 검증

팬리스 냉각 시스템 리뷰

열 부하 및 외피 전송

프로세서, 지속 워크로드, 측정되거나 추정된 시스템 전력, 최대 주변 온도, 케이스 재질 및 치수, 설치 방향, 저장 용량, 네트워킹, 수량 및 요구되는 작동 범위를 명시하십시오.

팬리스 요구 사항 제출

자주 묻는 질문

팬이 없는 Mini-ITX 설계 FAQ

팬이 없는 Mini-ITX 시스템은 어느 정도의 CPU TDP까지 감당할 수 있나요?

보편적인 한계치는 없습니다. 시스템의 총 열량, 주변 온도, 허용 온도 상승폭, 열저항, 섀시 면적, 배치 방향 및 작업 부하에 따라 수동 냉각 방식이 작동 여부가 결정됩니다.

인텔 N100은 팬이 없는 환경에서 사용해도 자동으로 안전한가요?

아닙니다. 6W 프로세서의 TDP는 유리하지만, RAM, SSD, LAN, USB, VRM 및 케이스에서 발생하는 열도 여전히 열 예산에 포함시켜야 합니다.

왜 똑같은 팬리스 보드가 밀폐된 케이스 안에서는 더 뜨거워질 수 있나요?

밀폐 처리는 공기 순환을 저해합니다. 섀시가 넓은 외부 표면으로 이어지는 효과적인 열전도 경로를 제공하지 않는 한, 동일한 작업 부하에서도 내부 과열 현상이 발생할 수 있습니다.

시스템을 팬리스로 만들려는 시도를 언제 중단해야 할까요?

지속적인 생산 부하 하에서 필요한 열 저항, 부품 온도 여유, 인클로저 크기 또는 최악의 주변 온도 조건을 안정적으로 충족할 수 없는 경우에는 능동형 공기 흐름을 사용하십시오.

정숙성을 위한 설계: 현장에서도 견딜 수 있는 팬리스 디자인

먼지가 많은 공장이나 공간이 협소한 키오스크 등 어떤 환경에 설치하더라도, 당사의 팬리스 보드는 시원하고 안정적으로 작동합니다. 공기 흐름이 원활하지 않은 곳에서도 조용하고 안정적인 성능을 보장합니다.