히트 싱크 디자인 을 최적화 하라: 원칙 과 실용적 인 4 가지 조언

많은 전자 기기에서, 열을 조절하는 것은 성능과 신뢰성, 그리고 수명을 보장하기 위해 매우 중요합니다.히트 싱크는 프로세서와 같은 부품에서 열을 분산하는 데 사용되는 가장 일반적인 솔루션 중 하나입니다., 전력 트랜지스터, LED 조명. 히트 싱크의 효율은 시스템의 전체 열 관리를 만들거나 파괴 할 수 있습니다.과열증이 있을 수 있습니다., 성능 저하, 심지어 부품 고장.

이 기사에서는 히트 싱크 설계의 기본 원칙을 탐구하고 더 나은 열 분산과 전체 시스템 성능을 위해 히트 싱크를 최적화하는 데 도움이되는 네 가지 실용적인 팁을 제공합니다.

히트 싱크 설계의 원칙

최적화 팁에 뛰어들기 전에, 히트 싱크 설계를 지배하는 기본 원칙을 이해하는 것이 중요합니다.

1. 열 전달 메커니즘:히트 싱크는 뜨거운 표면 (예를 들어, CPU 또는 전력 트랜지스터) 에서 주변 공기로 열을 전송하여 작동합니다. 열 전달의 세 가지 주요 방식이 있습니다.

   • 지휘:열은 열원으로부터 방광기의 재료로 이동합니다.
   • 컨벡션:열 방출기에 열이 들어가면 주변 공기로 전달됩니다. 열 방출기의 표면 면적과 설계는이 과정이 얼마나 효율적으로 일어나는지에 영향을 미칩니다.
   • 방사능:전형적인 설계에서 전도 및 컨벡션보다 덜 중요하지만 열은 적외선 복사선으로 히트 싱크에서 방출됩니다.

2. 열 저항:열 저항 (thermal resistance) 은 방열기의 열 흐름에 저항하는 능력을 의미한다. 열 저항이 낮을수록 방열기는 열을 방출하는데 더 효율적이다.여러 가지 요인 들 이 열 저항성 에 기여 한다, 재료 특성, 표면 면적, 공기 흐름 등

3. 표면 면적 및 공기 흐름:히트 싱크의 표면 넓이를 늘리고 장치 주변의 공기 흐름을 개선하는 것은 열 분비를 최적화하는 두 가지 가장 중요한 요소입니다.더 많은 표면 면적 은 더 많은 열 이 공기 에 전달 될 수 있게 해 준다, 더 높은 공기 흐름은 공류 속도를 향상시킵니다.

이제 당신은 히트 싱크 디자인 원칙에 대한 기본적인 이해를 가지고 있습니다. 더 나은 열 성능을 위해 당신의 히트 싱크를 최적화하기 위한 몇 가지 실용적인 팁을 살펴 보겠습니다.

히트 싱크실 디자인 을 최적화 하기 위한 네 가지 실용적 조언

1. 지느러미 를 사용 하여 표면 면적 을 늘리십시오

방열기를 최적화하는 가장 효과적인 방법 중 하나는 그 표면적을 늘리는 것입니다.더 많은 열이 주변 공기로 전달될 수 있습니다.이것은 일반적으로 히트 싱크에 핀을 추가하여 달성됩니다.

핀은 온도 방조기의 크기를 크게 증가시키지 않고 표면 면적을 증가시킵니다. 소형 공간에서 더 나은 열 분비를 허용합니다.그리고 지느러미의 수는 모두 열 성능에 영향을 미칩니다.당신은 공기 흐름 패턴과 냉각이 필요한 부품의 크기와 같은 요소를 기반으로 지느러미 디자인을 최적화 할 수 있습니다.

또한,핀 핀히트 싱크 또는엑스트루레이드 핀가볍고 효율적인 동시에 표면 면적을 늘리는 디자인입니다.두 번째 세트의 지느러미를 추가하거나 더 큰 공기 흐름을 위해 지느러미 기하학을 최적화하면 더 나은 열 분비를 제공할 수 있습니다..

2. 액티브 또는 패시브 냉각으로 공기 흐름을 향상

공기 흐름은 열 방출에 중요한 역할을 합니다. 공류는 열 방출기에서 열을 전달하는 핵심 메커니즘입니다. 이를 최적화하기 위해,팬을 사용하거나 자연 공기 흐름을 개선하는 것을 고려하십시오..

• 수동 냉각자연적 공류에 의존합니다. 공기가 방광을 지나가면서 온도가 자연스럽게 상승합니다.수동 냉각의 효율은 온도 방조기의 모양과 지향을 최적화하여 표면 전체 공기 흐름을 극대화함으로써 향상 될 수 있습니다..
• 액티브 냉각팬이나 블러를 사용하여 공기를 방열기에 밀어 넣고, 열 전달 속도를 크게 향상시킵니다.수동 냉각만으로는 충분하지 않은 응용 프로그램에서 필수적일 수 있습니다..

팬 속도, 팬 위치 및 팬 종류 (축 또는 원심) 는 모두 냉각 성능에 영향을 줄 수 있습니다.최적의 공기 흐름을 달성하기 위해 팬이 응용 프로그램의 특정 요구 사항에 부합하는지 확인.

3. 고전도성 물질 을 사용 하라

히트 싱크의 재료는 소스에서 주변 공기로 열을 전달하는 능력에 큰 영향을 미칩니다. 높은 열 전도성을 가진 재료는 열이 더 효율적으로 전달되도록합니다.알루미늄고열전도성과 가벼운 특성으로 인해 열 방출기에 가장 일반적으로 사용되는 재료입니다. 그러나 더 높은 성능의 응용 프로그램에서는구리알루미늄보다 더 높은 열전도이기 때문에 사용할 수 있습니다.

방열기 설계를 최적화 할 때, 응용 프로그램에 대한 열 전도성, 무게, 비용 및 내구성 사이의 최상의 균형을 제공하는 재료를 선택하십시오.구리판과 알루미늄을 사용하는 것과 같은 재료의 조합은 비용 효율적이고 효율적인 솔루션을 제공 할 수 있습니다..

4. 컴포넌트와의 접촉 표면을 최적화

히트 싱크의 효과는 히트 소스와의 접촉 정도에 크게 달려 있습니다. 부품과 히트 싱크 사이의 간격은 열 효율을 크게 줄일 수 있습니다.디자인 최적화, 열 방출기가 원활하고 평평한 표면을 가지고 구성 요소의 열 생산 표면과 잘 접촉하도록하십시오.

열 패스트 또는 패드와 같은 열 인터페이스 재료 (TIM) 는 열 전달을 개선하기 위해 열 방조기와 구성 요소 사이에 사용할 수 있습니다.이 물질 들 은 현미경적 인 공백 을 메우고 방열대 와 열원 사이 의 열전도 를 향상 시키는 데 도움 이 된다특정 응용 프로그램에 적합한 열 전도성을 가진 TIM를 선택하고 열 흐름을 방해 할 수있는 공기 주머니를 만들지 않도록 올바르게 적용하십시오.

결론

온도 방조기 디자인을 최적화하는 것은 전자 부품이 시원하고 제대로 작동하도록 보장하는 데 중요합니다.액티브 또는 패시브 냉각으로 공기 흐름을 향상시키는, 높은 전도성 물질을 선택하고 구성 요소와 방열대 사이의 접촉 표면을 개선하면 열 분산 효율을 크게 향상시킬 수 있습니다.