Comment calculer la capacité de refroidissement d'un dissipateur thermique?

Salut! En tant que fournisseur de dissipateur de chaleur, on me demande souvent comment calculer la capacité de refroidissement d'un dissipateur thermique. C'est une question cruciale, en particulier pour ceux qui comptent sur des dissipateurs de chaleur pour que leurs appareils électroniques fonctionnent en douceur. Alors, faisons-y directement!

Tout d'abord, quelle est exactement la capacité de refroidissement? En termes simples, c'est la quantité de chaleur qu'un dissipateur de chaleur peut se dissiper à partir d'un composant électronique dans un temps donné. Ceci est généralement mesuré en watts (w). Une capacité de refroidissement plus élevée signifie que le dissipateur de chaleur peut gérer plus de chaleur, ce qui est essentiel pour les dispositifs à forte puissance.

Facteurs affectant la capacité de refroidissement

Il existe plusieurs facteurs qui influencent la capacité de refroidissement d'un dissipateur thermique. Jetons-les un coup d'œil un par un.

Matériel

Le matériau du dissipateur thermique joue un rôle énorme. Les matériaux les plus courants sont l'aluminium et le cuivre. L'aluminium est léger et relativement peu coûteux. Il a une conductivité thermique d'environ 200 W / (M · K). Le cuivre, en revanche, est plus cher mais a une conductivité thermique beaucoup plus élevée, environ 400 W / (M · K). Cela signifie que le cuivre peut transférer la chaleur plus efficacement que l'aluminium. Par exemple, notreÉquipement de chaleur de la nageoire en cuivre pour le serveur 1UUtilise du cuivre pour fournir d'excellentes performances de transfert de chaleur pour les serveurs qui génèrent beaucoup de chaleur.

Surface

Plus la surface du dissipateur de chaleur est grande, plus elle peut se dissiper de chaleur. Les dissipateurs de chaleur sont conçus avec des nageoires, des épingles ou d'autres structures pour augmenter leur surface. Les ailettes sont des structures plates minces qui s'étendent de la base du dissipateur de chaleur. Les broches sont des structures cylindriques ou coniques. Plus il y a de nageoires ou d'épingles d'un dissipateur de chaleur, et plus leur surface est grande, meilleure est la performance de refroidissement. Notre100W VIBLEA un tableau de nageoires d'épingle évasées évasées, ce qui augmente considérablement la surface pour une meilleure dissipation thermique.

Flux d'air

Un bon flux d'air est essentiel pour qu'un dissipateur de chaleur fonctionne efficacement. Lorsque l'air s'écoule sur le dissipateur de chaleur, il emporte la chaleur. Il existe deux principaux types de flux d'air: la convection naturelle et la convection forcée. La convection naturelle se produit lorsque l'air chaud augmente et est remplacé par de l'air plus frais. La convection forcée, en revanche, utilise un ventilateur ou un autre appareil pour souffler l'air sur le dissipateur de chaleur. La convection forcée est généralement plus efficace, en particulier pour les dispositifs de puissance élevés.

Interface de contact

Le contact entre le dissipateur thermique et le composant électronique affecte également la capacité de refroidissement. Une mauvaise interface de contact peut créer une résistance thermique, ce qui réduit l'efficacité de transfert de chaleur. Pour améliorer le contact, les composés thermiques sont souvent utilisés. Ces composés comblent les lacunes microscopiques entre le dissipateur de chaleur et le composant, réduisant la résistance thermique. NotreBande à LED en aluminium en cuivreest conçu pour avoir une bonne interface de contact avec la bande LED, et l'utilisation du composé thermique droit peut améliorer encore ses performances de refroidissement.

Calculer la capacité de refroidissement

Maintenant, parlons de la façon de calculer la capacité de refroidissement d'un dissipateur de chaleur. Il existe plusieurs méthodes, mais l'une des plus courantes est la méthode de résistance thermique.

La formule pour calculer la dissipation de puissance (capacité de refroidissement) en utilisant la résistance thermique est:

$ P = \ frac {\ delta t} {r_ {th}} $

où:

• $ P $ est la dissipation de puissance (capacité de refroidissement) dans Watts (W)
• $ \ Delta t $ est la différence de température entre le composant et l'air ambiant en degrés Celsius ($ ^ {\ circ} c $)
• $ R_ {th} $ est la résistance thermique du dissipateur thermique en degrés Celsius par watt ($ ^ {\ circ} c / w $)

La résistance thermique d'un dissipateur thermique peut être obtenue à partir de la fiche technique du fabricant. La différence de température $ \ delta t $ est généralement déterminée par la température de fonctionnement maximale du composant électronique et la température ambiante.

Par exemple, si la température de fonctionnement maximale d'un composant est de 80 $ ^ {\ circ} c $, la température ambiante est de 20 $ ^ {\ circ} c $ et que la résistance thermique du dissipateur thermique est 2 $ ^ {\ circ} c / w $, alors:

$ \ Delta t = 80 - 20 = 60 ^ {\ circ} c $

$ P = \ frac {60} {2} = 30w $

Cela signifie que le dissipateur de chaleur peut dissiper 30 watts de chaleur.

Considérations pratiques

Lors du calcul de la capacité de refroidissement, il existe des considérations pratiques à garder à l'esprit.

Marge de sécurité

C'est toujours une bonne idée d'ajouter une marge de sécurité lors de la sélection d'un dissipateur de chaleur. En effet, les conditions de fonctionnement réelles peuvent être différentes des conditions idéales supposées dans les calculs. Par exemple, le flux d'air peut être réduit en raison de la poussière ou d'autres facteurs. Une marge de sécurité de 20 à 30% est souvent recommandée.

Intégration du système

Le dissipateur de chaleur n'est qu'une partie du système de refroidissement global. D'autres composants, tels que les ventilateurs, les conduits et l'enceinte, affectent également les performances de refroidissement. Lors de la conception d'un système de refroidissement, tous ces composants doivent être considérés ensemble.

Conclusion

Le calcul de la capacité de refroidissement d'un dissipateur thermique n'est pas aussi compliqué qu'il le paraît. En comprenant les facteurs qui affectent la capacité de refroidissement, tels que le matériau, la surface, le flux d'air et l'interface de contact, et en utilisant les méthodes de calcul appropriées, vous pouvez sélectionner le bon dissipateur de chaleur pour votre application.

Si vous êtes sur le marché pour un dissipateur de chaleur de haute qualité, nous vous sommes couverts. Notre large gamme de dissipateurs de chaleur, y compris le100W VIBLE,Équipement de chaleur de la nageoire en cuivre pour le serveur 1U, etBande à LED en aluminium en cuivre, sont conçus pour fournir d'excellentes performances de refroidissement. Si vous avez des questions ou si vous souhaitez discuter de vos exigences spécifiques, n'hésitez pas à tendre la main. Nous sommes là pour vous aider à trouver la solution parfaite du dissipateur de chaleur pour vos besoins.

Références

• Incropera, FP, Dewitt, DP, Bergman, TL et Lavine, comme (2007). Fondamentaux de la chaleur et du transfert de masse. John Wiley & Sons.
• Kraus, AD, Azar, MN et Bar - Cohen, A. (2001). Conception thermique de l'équipement électronique. Wiley - Interscience.