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Vistas:0 Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2022-07-22 Origen:Sitio
Los disipadores de calor se utilizan en equipos y componentes electrónicos para proporcionar el enfriamiento adicional necesario para evitar que los componentes se sobrecalienten.Estos componentes están diseñados y optimizados para garantizar que los equipos electrónicos funcionen dentro del rango de temperatura proporcionado por el fabricante.
Los disipadores de calor están diseñados con materiales termoconductores como el cobre y el aluminio, y funcionan mediante refrigeración líquida, convección natural, convección forzada o disipación de calor por radiación.Los requisitos de gestión térmica varían de una aplicación a otra.Por lo tanto, cuando se personaliza un disipador térmico para una aplicación específica, es importante pensar más allá del disipador térmico.Algunos factores importantes que deben tenerse en cuenta incluyen requisitos de nivel de disipador térmico, requisitos de nivel de componente, requisitos de nivel de sistema y requisitos de nivel de chasis.
Disipadores de calor personalizados: consideraciones clave para los disipadores de calor personalizados
Los disipadores de calor transfieren el calor generado por un componente o ensamblaje electrónico al medio de refrigeración.El calor se transfiere desde la región de temperatura más alta (componentes electrónicos) a la región de temperatura más baja (medio fluido) por conducción, convección, radiación o una combinación de estos métodos de transferencia de calor.
El rendimiento de este intercambiador de calor pasivo está determinado por muchos factores, incluida la velocidad del refrigerante, la conductividad térmica del material, el material de la interfaz térmica y el método de conexión.
1. Resistencia térmica
La resistencia térmica es la suma de la resistencia al flujo de calor entre el molde y el refrigerante.Estas resistencias al flujo de calor incluyen la resistencia entre el molde y la carcasa del componente, la resistencia entre la carcasa y el disipador de calor (resistencia de interfaz térmica) y la resistencia entre el disipador de calor y el fluido en movimiento.La resistencia térmica no afecta la distribución no homogénea del calor y no es adecuada para modelar sistemas que no están en equilibrio térmico.
Aunque el valor de la resistencia térmica es una aproximación, permite modelar y analizar las características térmicas de los dispositivos semiconductores y disipadores de calor.El análisis de diferentes diseños de disipadores de calor se utiliza para determinar la geometría y los parámetros del disipador de calor que lograrán la máxima disipación de calor.Se puede lograr un modelado complejo de las características térmicas mallando el disipador de calor usando resistencia térmica 3D.
2. Materiales
Los disipadores de calor están diseñados con materiales de alta conductividad térmica, como el aluminio y el cobre.El cobre tiene una excelente conductividad térmica, resistencia a los microorganismos, contaminación biológica, resistencia a la corrosión y absorción de calor.Sus propiedades lo convierten en un excelente material para disipadores de calor, pero es más caro y más denso que el aluminio.
El diamante tiene una alta conductividad térmica, lo que lo convierte en un material adecuado para aplicaciones térmicas.Sus vibraciones reticulares explican su excelente conductividad térmica.Los materiales compuestos como AlSiC, Dymalloy y las pseudoaleaciones de cobre y tungsteno también se usan comúnmente para aplicaciones térmicas.
3. Disposición, forma, tamaño y posición del disipador de calor
El flujo del medio refrigerante está muy influenciado por la disposición de las aletas en el disipador de calor.Una configuración optimizada ayuda a reducir la resistencia al flujo de fluidos, lo que permite que pase más aire a través del radiador.Su rendimiento también depende de la forma y diseño de sus aletas.La optimización de la forma y el tamaño de las aletas ayuda a maximizar la densidad de transferencia de calor.El modelado permite evaluar el rendimiento de diferentes formas y configuraciones de aletas.
4. Disipadores de calor: eficiencia de disipación de calor electrónica
El disipador de calor recibe calor del dispositivo electrónico y lo disipa en el refrigerante circundante.El calor transferido por las aletas al medio de refrigeración disminuye al aumentar la distancia desde el fondo del disipador de calor.El uso de materiales con mayor conductividad térmica y la reducción de la relación de aspecto de las aletas puede ayudar a mejorar la eficiencia general de las aletas.La siguiente figura es parte de los resultados de la simulación para estudiar las características de temperatura del diseño del disipador de calor.
5. Materiales de interfaz térmica
Los defectos superficiales, la rugosidad y los espacios pueden aumentar la resistencia al contacto térmico y, por lo tanto, reducir la eficacia de la solución térmica.Estos defectos aumentan la resistencia al flujo de calor al reducir el área de contacto térmico entre los componentes electrónicos y su disipador de calor, lo que reduce la eficiencia del disipador de calor.La resistencia térmica se reduce aumentando la presión de interfaz y disminuyendo la rugosidad de la superficie.En la mayoría de los casos, estos métodos de reducción de la resistencia tienen limitaciones.Para superar estas limitaciones, se utilizan materiales de interfaz térmica.Al seleccionar un material de interfaz térmica para una aplicación térmica dada, se debe considerar la resistividad del material, la presión de contacto y el tamaño del espacio de la superficie.
6. Método de montaje del disipador de calor
El rendimiento térmico de un disipador de calor se puede mejorar seleccionando el método adecuado para conectar el disipador de calor a un dispositivo o componente electrónico.El proceso de selección debe considerar los requisitos térmicos y mecánicos de la solución de gestión térmica.Los métodos estándar de fijación del disipador de calor incluyen espaciadores de soporte, clips de resorte planos, epoxi y cinta termoconductora.
Conclusión del disipador de calor personalizado
Los disipadores de calor son un componente esencial de la mayoría de los ensamblajes electrónicos, la electrónica de potencia y los componentes optoelectrónicos.Estos intercambiadores de calor pasivos disipan el calor generado por los dispositivos electrónicos para garantizar que funcionen dentro de los límites especificados por el fabricante.Algunos de los factores críticos que se deben considerar en el diseño del disipador térmico incluyen la resistencia térmica, los materiales, la configuración del disipador térmico, el tamaño y la forma del disipador térmico, la eficiencia del disipador térmico, los métodos de conexión del disipador térmico y los materiales de la interfaz térmica.
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