6 consideraciones clave para el diseño del disipador de calor

Los disipadores de calor transfieren el calor generado por un componente o ensamblaje electrónico a un medio de enfriamiento.El calor se transfiere desde la región de temperatura más alta (componente electrónico) 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, el material de la interfaz térmica y el método de conexión.Para una aplicación específica, los parámetros del disipador de calor se pueden determinar con precisión mediante modelado y análisis.A través de este artículo, fabricante de disipadores de calor Winshare compartirá contigo los 6 factores principales que influyen en el diseño de un disipador de calor.

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 se aproxima, permite modelar y analizar las características térmicas de los dispositivos semiconductores y los 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.El modelado complejo de las características térmicas se puede lograr mallando el disipador de calor usando resistencia térmica 3D.

2. Materiales

El disipador de calor se diseñó 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.Cobre y disipador de calor de aluminio cada uno tiene sus ventajas y son los dos tipos más comunes de disipadores de calor.

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.Optimizar la forma y el tamaño de las aletas ayuda a maximizar la densidad de transferencia de calor.

4. 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 desde 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.

5. Materiales de interfaz térmica

Los defectos superficiales, la rugosidad y los espacios aumentan la resistencia al contacto térmico y reducen 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. Métodos de instalación 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.

Estos son los 6 factores principales que afectan el efecto de disipación de calor al diseñar un disipador de calor.Si queremos mejorar el rendimiento de disipación de calor de un disipador de calor, la consideración principal también son los 6 factores anteriores.Si desea optimizar el efecto de disipación de calor de un disipador de calor, puede consultarlos.Si aún siente que no tiene cómo comenzar, puede contactar un mensaje o enviar un correo electrónico para contactar a Winshare, un profesional. solución de refrigeración industrial proveedor.Podemos brindarle el asesoramiento más profesional.