Теплоотводы широко используются во всех видах электронных устройств, от компьютерных наборов до освещения LET. Это проводящее устройство, которое может поглощать и отводить тепло от компонентов, предотвращая перегрев и потенциальный ущерб. Поиск хорошей конструкции теплоотвода важен для рассеивания тепла устройством, стремясь обеспечить оптимальную производительность и долговечность. В этом руководстве рассматриваются основы конструкции теплоотводов, особенности, типы и материалы. Продолжайте читать о технологиях производства и полезных советах по конструкции теплоотводов.
Что такое теплоотвод?
теплоотводы являются механическими устройствами, которые предотвращают перегрев устройства с помощью естественной и принудительной конвекции. Теплоотвод хорош для рассеивания выделяемого тепла, распределяя тепло по своей поверхности и охлаждая устройство до идеальной температуры благодаря материалам с высокой теплопроводностью. Поэтому большинство производителей уделяют больше внимания поиску подходящего теплоотвода для процессора и транзисторов, предотвращая высокую температуру и эффективность вентилятора. Эти теплоизлучающие компоненты не ограничиваются одним типом; три распространенных типа зависят от того, как они рассеивают тепло из системы.
Активный теплоотвод зависит от источника питания устройства. Механизм принудительной конвекции используется для перемещения жидкости или воздуха через горячую область для достижения передачи тепла в компонент. Производители обычно используют один или два вентилятора для подачи воздуха через компонент, заставляя его охлаждаться.
Пассивный теплоотвод является распространенной альтернативой. Однако он не так эффективен в рассеивании тепла, как активный теплоотвод. Тем не менее, пассивные теплоотводы широко используются из-за дешевизны и отсутствия необходимости в электричестве. Но когда вы выбираете пассивный теплоотвод. Пассивные теплообменники включают в себя микроконтроллеры, микропроцессоры, чипсеты и т. д.
Гибридный теплоотвод — это тип, который использует пассивные и активные методы теплопередачи. В условиях низких теплопотерь вентилятор не используется. Тепло может передаваться от естественной конвекции. Но если температура очень высокая, вентилятор осенью откроется, так что тепло будет передаваться быстро и эффективно.
Подходящие материалы для конструкции теплоотвода
Высокая теплопроводность, легкие свойства и экономичность способствуют лучшему отводу тепла. Некоторые из подходящих материалов для проектирования теплоотвода включают:
- Алюминий
Алюминий широко используется из-за его чрезвычайной теплопроводности, легкости и экономичной цены. Это распространенный вариант в электроприборах. Например, светодиоды часто выбирают алюминий в качестве теплоотвода.
- Алюминиевые сплавы
Сочетание алюминия с другими металлами даст лучшие показатели прочности, чем работа с чистой формой алюминия. Алюминиевые сплавы сохраняют легкий профиль. Обычный используемый сплав — алюминий 1050.
- Медь
Медь обеспечивает более высокую теплопроводность, чем алюминий, и подходит для устройств и компонентов из-за ее лучших обменных свойств. Процессоры часто используют медь как чувствительный компонент в теплоотводах из-за ее рабочей эффективности.
- Graphite
По сравнению с медью графит имеет более высокую теплопроводность. Кроме того, он чрезвычайно легкий. Графит применяется в некоторых ситуациях, где требуется легкое отведение тепла, он более дорогой и хрупкий.
- Керамический гранулированный песок для гидроразрыва
Этот материал имеет более низкую теплопроводность, чем другие металлы. Поэтому керамику можно использовать только в некоторых специфических приложениях из-за ее свойств тепло- и электроизоляции.
Единая технология изготовления теплоотводов
Для разных методов строительства теплоотводов требуются различные типы и материалы. Например, некоторые передовые технологии часто используются при обработке на станках с ЧПУ, в то время как литье под давлением подходит для простых процессов.
Для сложной конструкции теплоотвода станки с ЧПУ являются идеальным вариантом для эффективного прохождения части теплоотвода. Эти типы станков имеют функции сверления, фрезерования и токарной обработки. Проектирование необходимо только выполнить в программном обеспечении CAD и передать на производство для изготовления компонентов. Точный метод проектирования конструктивных частей теплоотвода, включая обработку нижней поверхности.
Экструзия идеально подходит для строительства простых и однородных теплоотводов в больших количествах. Хотя она не может справиться со сложной конструкцией теплоотвода, ее экономически эффективное производство может быть привлекательным для вас. Алюминий 6063 является распространенным материалом в экструзии теплоотвода, поскольку является хорошим теплопроводником.
Если вы знакомы с процессом литья под давлением, вам будет легко понять литье под давлением. Эти две технологии похожи. При литье под давлением алюминий нагревается до высокой температуры, становится жидким и заливается в форму для изготовления компонента теплоотвода. При завершении литья под давлением получается готовый конечный продукт. Эта технология широко используется и позволяет исправлять более сложные конструкции.
Советы, которые следует учитывать при проектировании теплоотвода
Правильный дизайн подогреваемой раковины действительно важен для создания эффективного решения по управлению температурой. При проектировании теплоотвода можно учитывать следующие факторы:
- Форма и расположение of теплоотвод Fins
Ребра являются неотъемлемой частью теплоотвода, которая может помочь эффективно и быстро передавать тепло окружающему воздуху. Форма и расположение ребер влияют на поток тепла. Кроме того, на него также влияют их количество и размер. Поэтому необходимо продумать конструкцию и расположение ребер, чтобы воздух мог циркулировать плавно и эффективно. Для достижения наилучшего рассеивания тепла лучше оптимизировать форму, размер и расположение теплоотвода, чтобы электрический компонент мог хорошо проводиться и рассеиваться.
- Тепловое сопротивление
Тепловое сопротивление является ключевым фактором эффективности передачи тепла от полупроводников в окружающую среду через теплоотвод. Выбор правильного теплового сопротивления для вашего теплоотвода важен. Тепловое сопротивление влияет на температуру и на то, насколько хорошо он охлаждается в теплоотводе.
Нахождение теплоты конвекции:
Qc = 2hA(Tкомпент – Tокр.) Где
h = 1.42[(Tкомп – Tокр )/H] ＾0.25
А = HL + t(2H + L)
Qc: 2hA(Tкомп – Tокр)
Вы заметите, что в точке А2 имеется отдельная поверхность, через которую может передаваться тепло, что определяет здесь конвективную теплотворную способность:
Qc = 2h2A2(Tкомпент – Tокр.) Где
s = 2.71 [gβ(Tкомпент – Tокр )/Lαv ]
A2 = L[2( H – b) + sb] + tL
Расчет для нахождения тепла, выделяемого за счет излучения:
Qr2 = 2ϵσA2( T4компент – T4окружающая среда )
Qr = 2ϵσA1( T4компент – T4окруж.
где
A2 = L(t + s) + 2(tH + sb
Общее количество плавников рассчитывается по формуле:
Fn = 1 + [(Q – Qr2 – Qc2) / (Qr1 + Qc1)]
Ширина плавника рассчитывается по формуле:
W = (N – 1) + Nt
- теплоотвод Способы крепления
Теплоотводы используются в различных устройствах, которые в основном являются механическими компонентами, Метод крепления теплоотвода оказывает большое влияние на рассеивание тепла. Перед выбором метода крепления теплоотвода, пожалуйста, рассмотрите механические и тепловые требования устройства. Распространенные методы крепления теплоотвода включают:
Пластиковые зажимы
Проволочные зажимы
Канцелярская кнопка
Термоленты
эпоксидная смола
Распространенное применение теплоотводов
Диапазон теплоотводов широко используется, и они в основном используются в качестве электронных устройств. Это то, что электрическое устройство будет генерировать много тепла, когда оно работает, и оно может охлаждать его температуру. Эти устройства влияют на производительность полупроводника. Таким образом, теплоотвод может непрерывно регулировать температуру устройства во время работы. Применение теплоотводов заключается в следующем:
- усилители мощности
Тепло, вырабатываемое силовым транзистором, может привести к утечке тока. Увеличение тока коллектора приводит к рассеиванию большего количества мощности. Это может привести к повышению температуры. Что еще хуже, иногда может возникнуть тепловой цикл разгона, который повреждает транзистор. Однако теплоотводы могут предотвратить это повреждение, быстро снижая тепло на своих поверхностях.
- процессоры
Во время работы компьютера чипы ЦП и видеокарта разгоняются и генерируют огромное количество тепла. Радиатор может быстро отводить тепло в ЦП на чип, проводя его по поверхности и рассеивая его в воздухе.
- оптоэлектроника
Одним из распространенных применений теплоотвода являются светодиоды (LED) и лазеры. По той причине, что эти устройства не обладают достаточной способностью минимизировать уровни рабочей температуры. Охлаждающая среда играет большую роль для устройства, что может обеспечить долговечность, поскольку рабочая температура влияет на продолжительность жизни.
Начните легко проектировать свой теплоотвод
Проектирование теплоотвода важно для обеспечения адекватной работы теплоотвода. Во всех электронных устройствах теплоотводы незаменимы. Поэтому проектирование теплоотвода не может иметь что-то неправильное. Прежде чем браться за этот проект, вам лучше понять основы. Также необходимо продолжать совершенствовать проект теплоотвода на основе ваших потребностей.
Решение, как ваша самая надежная производственная компания, может помочь вам справиться с проектированием теплоотвода и сделать его более производительным. В команде Fecision много опытных инженеров, которые много раз проходили высококвалифицированную подготовку. Они могут помочь вам справиться с чем-то, что вас смущает. Не стесняйтесь, свяжитесь с Fecision, и мы дадим вам мгновенную смету сегодня.
