Introducció
Escollir el dissipador de calor adequat no és només una casella per comprovar-és el que fa que els vostres aparells electrònics funcionin sense problemes i durin més temps. En aquests dies, les peces segueixen fent-se més petites, però treballen més i generen més calor. Això vol dir que la gestió tèrmica realment importa. Trieu el dissipador de calor adequat i ajudeu el vostre dispositiu a mantenir-se fresc, evitar el sobreescalfament i evitar avaries primerenques.
Comprendre el propòsit d'un dissipador de calor
Un dissipador de calor allunya la calor de coses com les CPU, els transistors de potència, els LED i els mòduls d'alimentació. No fa servir cap energia en si mateix-només s'asseu allà i ajuda a refredar les coses. L'objectiu és donar calor a algun lloc on anar, estenent-lo per una superfície més gran perquè pugui escapar a l'aire o el que hi hagi al seu voltant. Si voleu triar el dissipador de calor adequat, realment necessiteu saber com es mou la calor del vostre component cap al món.
Paràmetres tèrmics clau a tenir en compte
Abans d'escollir un dissipador de calor, els enginyers han de conèixer alguns aspectes bàsics: temperatura de la unió, temperatura ambient i resistència tèrmica. La temperatura de la unió estableix el límit superior de la calor que pot funcionar amb seguretat un component. La temperatura ambient és només la temperatura de l'aire que l'envolta. La resistència tèrmica mostra la facilitat amb què la calor es mou pel sistema-nombres més baixos fan que la calor s'escapi més fàcilment, de manera que la pica funciona millor.
Càlcul dels requisits de dissipació de calor
Aconseguir la correcta dissipació de la calor és clau quan trieu un dissipador de calor. En primer lloc, els enginyers esbrinen quanta potència el component converteix en calor mentre està en funcionament-normalment es mesura en watts. Amb aquest número a la mà, poden calcular la resistència tèrmica més alta que pot tenir el dissipador de calor, assegurant-se que el component es mantingui dins dels rangs de temperatura segurs.
Convecció natural versus convecció forçada
El primer que cal esbrinar quan escolliu un dissipador de calor és si el sistema utilitzarà convecció natural o convecció forçada. Amb la convecció natural, el flux d'aire es produeix per si sol a causa de les diferències de temperatura-funciona bé per a configuracions de baixa-potència. La convecció forçada és diferent. Aquí, afegiu ventiladors o ventiladors per empènyer l'aire sobre el dissipador de calor. Això realment augmenta la transferència de calor i us permet sortir amb un dissipador de calor més petit i compacte.
Selecció del material del dissipador de calor
El que fas el teu dissipador de calor realment importa. La majoria de la gent opta per l'alumini-que allunya força bé la calor, a més és lleuger, combat l'òxid i no trenca el banc. El coure fa una feina encara millor movent la calor, però és més pesat i costa més. Així, al final, els enginyers han de fer malabars amb el rendiment, el pes, el preu i el fàcil que és de fer quan trien què utilitzar.
Impacte de la geometria del dissipador de calor
El disseny del dissipador de calor es redueix realment a la geometria. L'alçada, el gruix i l'espaiat de les aletes-totes aquestes coses-decideixen fins a quin punt la cosa realment aboca calor a l'aire. Si feu les aletes més altes, segur, obtindreu més superfície, però empaqueu-les massa i ara l'aire no es pot moure. És un acte d'equilibri. Aconsegueix la geometria de l'aleta correcta i allunyaràs la calor ràpidament sense sufocar el flux d'aire.
Diferents tipus de dissipadors de calor
Hi ha un munt de tipus de dissipadors de calor-extrusats, esquivats, unides, estampats i pins. Cadascun té els seus propis punts forts, depenent de coses com la quantitat d'energia amb la qual tracteu, la quantitat d'espai amb què heu de treballar o l'aspecte del flux d'aire. Conèixer les diferències realment ajuda els enginyers a triar l'adequat per a la feina.
Dissipador de calor d'alumini
Dissipadors de calor extruïts i les seves aplicacions
Els dissipadors de calor extruïts s'utilitzen molt perquè són assequibles i flexibles. Els fabricants empenyen l'alumini a través d'una matriu, que li dóna forma a les aletes llargues i contínues que veieu. Aquests dissipadors de calor funcionen millor per a treballs de-potència mitjana, i podeu modificar fàcilment coses com la seva longitud o l'acabat de la superfície.
Aleta esquivada i dissipadors de calor d'alt rendiment-
Els dissipadors de calor d'aletes skived intensifiquen les coses per a situacions en què necessiteu una alta densitat d'aletes i un rendiment tèrmic seriós. El procés afaita les aletes fines directament d'un bloc sòlid de metall, de manera que no hi ha cap barrera a la base de les aletes-la calor es mou ràpidament. Els trobareu principalment en electrònica de potència i equips informàtics potents.
Dissenys d'aletes enganxades i estampades
Amb els dissipadors de calor d'aleta unides, cada aleta s'uneix a una base, no formada d'una sola peça. Això obre més opcions de disseny i us permet empaquetar aletes addicionals en comparació amb l'extrusió. Els dissipadors de calor d'aletes estampades, en canvi, provenen de màquines d'estampació de metalls. Són barats, fàcils de fer en grans quantitats i funcionen bé per a necessitats de refrigeració moderades.
Dissipadors de calor Pin Fin per a un flux d'aire multidireccional
Els dissipadors de calor de les aletes de pins tenen un aspecte diferent-utilitzen una reixeta de pins en lloc d'aletes planes. L'aire pot fluir cap a ells des de gairebé qualsevol angle, de manera que són una bona opció quan el flux d'aire no és previsible o es torna una mica salvatge. Sovint veureu aletes de pin en configuracions de convecció natural o petites caixes electròniques ajustades on l'espai és limitat.
Dissipador de calor de coure
Opcions de tractament superficial i d'acabat
Els tractaments superficials com l'anodització, el revestiment o la pintura donen a les peces una millor resistència a la corrosió i ajuden amb la radiació tèrmica. Preneu superfícies anoditzades negres-augmenten l'emissivitat i ajuden els dissipadors de calor a eliminar la calor més ràpidament en sistemes que depenen de la convecció natural. Tot i així, els enginyers han de vigilar que aquests tractaments no interfereixin amb la conductivitat tèrmica.
Mètodes de muntatge i materials d'interfície tèrmica
La manera de muntar un dissipador de calor és realment important per a la transferència de calor. La gent utilitza clips, cargols, adhesius, fins i tot soldadura. A continuació, hi ha materials d'interfície tèrmica-greix tèrmic, coixinets o-canvi de fase-que omplen petits buits d'aire entre la font de calor i el dissipador de calor, la qual cosa redueix la resistència tèrmica.
Limitacions mecàniques i ambientals
Quan trieu un dissipador de calor, no podeu ignorar límits com l'espai, el pes, les vibracions o la resistència als cops. A més, coses com la humitat, la pols i l'aire corrosiu poden donar forma a la vostra elecció de materials i acabats superficials. Un bon dissipador de calor gestiona tot això i encara funciona al món real.
Compliment de les normes de la indústria
Molts projectes han de complir les normes de seguretat, tèrmica i mediambiental. Els enginyers han d'assegurar-se que els seus dissipadors de calor segueixen les normes-RoHS, REACH o qualsevol-certificació específica del sector- perquè no hi hagi cap problema amb el compliment en el futur.
El cost és important en el disseny del dissipador de calor
El rendiment és el primer, és clar, però el cost sempre està en la barreja. Els enginyers han de fer malabars amb les necessitats tèrmiques amb la realitat dels pressupostos-fabricació, eines i quantes unitats necessiteu. Trieu la manera correcta de fer el vostre dissipador de calor i podreu reduir les despeses sense perdre el rendiment.
Prototipatge i proves
No us podeu saltar prototips i proves tèrmiques. Les simulacions amb dinàmica de fluids computacional us donen una bona idea de com es mouran l'aire i la calor, però res no supera la realitat. Els prototips físics us mostren com funciona realment tot. Proveu, ajusteu i torneu a provar-aquest cicle us assegureu que el vostre dissipador de calor assoleixi tots els objectius abans de començar la producció en massa.
Errors comuns a evitar
La gent s'enfonsa quan endevinen la càrrega de calor incorrecta, s'obliden del flux d'aire, escullen els materials d'interfície tèrmica incorrectes o passen per alt coses com la humitat o la pols. Trobeu a faltar qualsevol d'aquests, i esteu buscant un sobreescalfament o una reforma-caresa. Pareu atenció per endavant, i després us estalvieu molts maldecaps.
Tendències futures en tecnologia de dissipador de calor
L'electrònica cada cop és més potent, i això significa que els dissipadors de calor han de mantenir-se al dia. Darrerament, veieu que apareixen coses com ara plaques fredes líquides, cambres de vapor i refrigeració híbrida-a més d'alguns trucs de fabricació força intel·ligents. Els enginyers realment han d'estar al corrent d'aquests canvis si volen fer front a tota la calor nova que desprenen aquests dispositius.
PowerWinxés un fabricant professional de dissipadors de calor amb una àmplia experiència en solucions de gestió tèrmica. L'empresa s'especialitza en dissipadors de calor d'alumini i coure, incloses les aletes raspades, les aletes estampades, els dissipadors de calor soldats, les plaques fredes líquides soldades per fricció i les solucions tèrmiques personalitzades. Amb capacitats de fabricació avançades i un estricte control de qualitat, PowerWinx ofereix dissipadors de calor-fiables i d'alt rendiment per a clients globals de les indústries de l'electrònica, la indústria i l'energia.
