Isı emiciler, bilgisayar setlerinden LET aydınlatmaya kadar her türlü elektronik cihazda yaygın olarak kullanılır. Isıyı bileşenlerden emebilen ve uzaklaştırabilen, aşırı ısınmayı ve olası hasarı önleyen iletken bir cihazdır. Bir cihazla ısı dağılımı için iyi bir ısı emici tasarımı bulmak önemlidir, amaç optimum performans ve uzun ömür sağlamaktır. Bu kılavuz, ısı emici tasarım özellikleri, türleri ve malzemelerinin temellerini ele alır. Üretim teknikleri ve ısı emici tasarımı için yararlı ipuçları hakkında okumaya devam edin.
Isı Emici Nedir?
Isı alıcıları doğal ve zorlanmış konveksiyon kullanarak bir cihazda aşırı ısınmayı önleyen mekanik cihazlardır. Bir ısı emici, ısıyı yüzeyine yayarak ve yüksek termal iletkenliğe sahip malzemeler nedeniyle cihazı mükemmel bir sıcaklığa soğutarak üretilen ısıyı dağıtmak için iyidir. Bu nedenle, çoğu üretici işlemci ve transistörler için uygun bir ısı uyumu bulmaya daha fazla dikkat eder, sıcaklığın ve fanın yüksek verimlilikte olmasını önler. Bu termal olarak yayılan bileşenler tek bir türle sınırlı değildir; Üç yaygın tür, sistemden ısıyı nasıl dağıttıklarına bağlıdır.
Aktif ısı emici, cihazın güç kaynağına dayanır. Sıvının veya havanın sıcak alan boyunca hareket etmesini ve bileşene ısı transferi sağlamasını sağlamak için bir kuvvet konveksiyon mekanizması kullanılır. Üreticiler genellikle havayı bileşene iletmek için bir veya iki fan kullanır ve bu da sıcaklığın düşmesini sağlar.
Pasif ısı emici yaygın bir alternatiftir. Ancak, aktif bir ısı emici kadar ısıyı dağıtmada etkili değildir. Yine de, ucuz olmaları ve elektrik gerektirmemeleri nedeniyle pasif ısı emiciler yaygın olarak kullanılır. Ancak pasif ısı emiciyi seçtiğinizde. Pasif ısı değiştiriciler mikrodenetleyiciler, mikroişlemciler, yonga setleri vb. içerir.
Hibrit ısı emici, pasif ve aktif ısı transferi yöntemlerini kullanan tiptir. Düşük ısı israfı durumunda, fanı kullanmaz. Isı, doğal konveksiyondan uzağa aktarılabilir. Ancak sıcaklık aşırı yüksekse, fan sonbaharda açılacak ve böylece ısı hızlı ve verimli bir şekilde dışarı aktarılacaktır.
Isı Emici Tasarımı İçin Uygun Malzemeler
Yüksek ısı iletkenliği, hafif özellikler ve maliyet etkinliği daha iyi ısı giderme için faydalıdır. Isı emici tasarımı için uygun malzemelerden bazıları şunlardır:
- Alüminyum
Alüminyum, aşırı ısı iletkenliği, hafif yapısı ve uygun fiyatı nedeniyle yaygın olarak kullanılır. Elektrikli cihazlarda yaygın bir seçenektir. Örneğin, LED'ler genellikle ısı emici olarak alüminyumu seçer.
- Alüminyum Alaşımları
Alüminyumu diğer metallerle birleştirmek, saf alüminyumla çalışmaktan daha iyi bir dayanıklılık performansına sahip olacaktır. Alüminyum alaşımları hafif bir profil korur. Kullanılan yaygın alaşım Alüminyum 1050'dir.
- Bakır
Bakır, alüminyumdan daha yüksek termal iletkenlik sunar ve daha iyi değişim özellikleri nedeniyle cihazlara ve bileşenlere uygundur. CPU'lar, çalışma verimliliği nedeniyle genellikle ısı emicilerde hassas bir bileşen olarak bakır kullanır.
- grafit
Bakırla karşılaştırıldığında grafit daha yüksek termal iletkenliğe sahiptir. Ayrıca, son derece hafiftir. Grafit, hafif ısı giderme gerektiren bazı durumlarda uygulanır, daha pahalı ve kırılgandır.
- Seramik
Bu malzeme diğer metallerden daha düşük termal iletkenliğe sahiptir. Bu nedenle seramikler termal ve elektriksel yalıtım özellikleri nedeniyle yalnızca bazı özel uygulamalarda kullanılabilir.
Isı Emiciler için Ortak Üretim Teknikleri
Isı emicileri inşa etmenin farklı yöntemleri için çeşitli tipler ve malzemeler gereklidir. Örneğin, bazı gelişmiş teknikler genellikle CNC işlemede kullanılırken, kalıp döküm basit işlemler için uygundur.
Bir ısı emicinin karmaşık yapısı için, CNC makineleri ısı emicinin bir parçasından verimli bir şekilde geçmek için ideal bir seçenektir. Bu tür makineler delme, frezeleme ve tornalama işlevlerine sahiptir. Bir tasarımın sadece CAD yazılımında yapılması ve bileşenleri yapmak için üretime aktarılması gerekir. Isı emicinin alt yüzeyinin giydirilmesi de dahil olmak üzere yapısal parçalarını tasarlamak için hassas bir yöntem.
Ekstrüzyon, büyük miktarlarda basit ve tekdüze ısı emiciler inşa etmek için idealdir. Karmaşık ısı emici tasarımını kaldıramasa da, maliyet açısından etkili üretimi sizin için çekici olabilir. Alüminyum 6063, iyi bir termal iletken olması nedeniyle ısı emici ekstrüzyonunda yaygın bir malzemedir.
Enjeksiyon kalıplama sürecini biliyorsanız, döküm kalıplamayı anlamanız kolay olabilir. Bu iki teknik benzerdir. Döküm kalıplamada, alüminyum yüksek bir sıcaklığa ısıtılır ve sıvı hale getirilerek ısı emicinin bileşenini yapmak için kalıba dökülür. Döküm kalıplama işlemi tamamlandığında, tamamlanmış bir nihai ürün üretilir. Bu teknik yaygın olarak kullanılır ve daha karmaşık yapısal tasarımları onarabilir.
Isı Emici Tasarımı Sırasında Dikkate Alınacak İpuçları
Doğru ısıtmalı lavabo tasarımı, verimli bir termal yönetim çözümü oluşturmak için gerçekten önemlidir. Isı emici tasarımı sırasında aşağıdaki faktörler dikkate alınabilir:
- Şekil ve Düzenleme of Isı Emici Kanatçıklar
Kanatçıklar, ısıyı çevredeki havaya etkili ve hızlı bir şekilde aktarmaya yardımcı olabilen bir ısı emicideki temel parçalardır. Kanatçıkların şekli ve düzeni ısı akışını etkiler. Ayrıca, sadece sayısı ve boyutu da bunu etkiler. Bu nedenle, havanın düzgün ve etkili bir şekilde dolaşabilmesi için kanatların tasarımı ve düzeni dikkate alınmalıdır. En iyi ısı dağılımını elde etmek için, ısı emicinin şekli, boyutu ve düzeni optimize edilmeli, böylece elektrik bileşeni iyi bir şekilde iletilebilir ve dağıtılabilir.
- Isıl direnç
Isıl direnç, ısının yarı iletkenlerden ısı emici aracılığıyla ortama ne kadar verimli bir şekilde aktarıldığı konusunda temel faktördür. Isı emiciniz için doğru ısıl direnci seçmek önemlidir. Termal direnç, sıcaklığı ve ısı emicide ne kadar iyi soğuduğunu etkiler.
Konveksiyon Isısının Bulunması:
Qc = 2hA(T-Bitkisel – Tambient) Burada
h = 1.42[(T-tambient)/H] ＾0.25
bir = HL + t(2H + L)
Qc : 2hA(T-Enerji)
A2'de ısının transfer edilebileceği ayrı bir yüzey olduğunu fark edeceksiniz; bu, burada taşınım kalorifik değerini belirler:
Qc = 2h2A2(T-tambient) Burada
s = 2.71 [ gβ(T-tambient)/Lαv ]
A2 = L[2(H – b) + sb] + tL
Radyasyon yoluyla üretilen ısıyı bulmak için hesaplama:
Qr2 = 2ϵσA2(T4ortam – T4ortam)
Qr = 2ϵσA1(T4ortam – T4ortam
Nerede
A2 = L(t + s) + 2(tH + sb
Toplam kanat sayısı şu şekilde hesaplanır:
Fn = 1 + [(Q – Qr2 – Qc2) / (Qr1 + Qc1)]
Bir yüzgecin genişliği şu şekilde hesaplanır:
W = (N – 1) + Nt
- Isı Emici Takma Yöntemleri
Isı emiciler, esas olarak mekanik bileşenler olan farklı cihazlarda kullanılır. Isı emici bağlantı yöntemi, ısının dağıtılması üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Isı emici bağlantı yöntemini seçmeden önce, lütfen cihazın mekanik ve termal gereksinimlerini göz önünde bulundurun. Isı emici bağlantı için yaygın yöntemler şunlardır:
Plastik Klipler
Tel Klipsler
Raptiye
Termal Bantlar
Epoksi
Isı Emicilerin Yaygın Uygulamaları
Isı emicilerin yelpazesi yaygın olarak kullanılır ve bunlar esas olarak elektronik cihazlar olarak kullanılır. Bunun nedeni, elektrikli cihazın çalışırken çok yüksek ısı üretmesi ve sıcaklığını düşürebilmesidir. Bu cihazlar yarı iletkenin performansını etkiler. Bu nedenle, bir ısı emici çalışırken cihazın sıcaklığını sürekli olarak düzenleyebilir. Isı emicilerin uygulamaları şu şekildedir:
- Güç Amplifikatörleri
Güç transistörü tarafından üretilen ısı akımın sızmasına neden olabilir. Toplayıcı akımındaki artış daha fazla gücün dağılmasına neden olur. Bu da sıcaklığın artmasına neden olabilir. Daha da kötüsü, bazen transistöre zarar veren bir termal kaçak döngüsü ortaya çıkabilir. Ancak, ısı emiciler yüzeylerindeki ısıyı hızla azaltarak bu hasarı önleyebilir.
- CPU'lar
Bilgisayar çalışması sırasında, CPU çipleri ve grafik kartı overlock edilir ve büyük ısı üretir. Isı emici, CPS'deki ısıyı çipe hızla aktarabilir, yüzey boyunca iletebilir ve havanın etrafında dağıtabilir.
- Optoelektronik
Isı emici için yaygın bir uygulama, Işık yayan diyotlar (LED'ler) ve lazerlerdir. Bunun nedeni, bu cihazların çalışma sıcaklığı seviyelerini en aza indirmek için yeterli yeteneğe sahip olmamasıdır. Soğutma ortamı, çalışma sıcaklığının kullanım ömürlerini etkilemesi nedeniyle uzun ömürlülüğü garanti edebilen cihaz için çok önemlidir.
Isı Emiciyi Kolayca Tasarlamaya Başlayın
Isı emicinin tasarımı, ısı emicinin yeterli performans gösterebilmesini sağlamak için önemlidir. Tüm elektronik cihazlarda ısı emiciler vazgeçilmezdir. Bu nedenle, ısı emicinin tasarımında bir sorun olamaz. Bu projeyi üstlenmeden önce, temelleri daha iyi anlamalısınız. Ayrıca, ihtiyaçlarınıza göre ısı emici tasarımınızı geliştirmeye devam etmeniz gerekir.
Fesih, en güvenilir üretim şirketiniz olarak, ısı emici tasarımını ele almanıza ve daha iyi performans göstermesini sağlamanıza yardımcı olabilir. Fecision ekibinde birçok kez yüksek eğitim almış deneyimli mühendisler bulunmaktadır. Kafanızın karıştığı bir şeyle başa çıkmanıza yardımcı olabilirler. Fecision ile iletişime geçmekten çekinmeyin, size bugün anında bir fiyat teklifi verelim.
