O design de aleta em forma de chifre pode melhorar a eficiência de dissipação de calor do dissipador de calor da aleta de pino
O design da aleta em forma de chifre pode melhorar a eficiência de dissipação de calor do dissipador de calor da aleta do pino.
Nos últimos anos, as funções dos FPGAs de última geração desenvolveram-se rapidamente a níveis sem precedentes. Infelizmente, o rápido desenvolvimento de funções também aumentou a demanda por dissipação de calor. Portanto, os projetistas precisam de dissipadores de calor mais eficientes para fornecer requisitos de resfriamento suficientes para circuitos integrados.
Para atender às necessidades acima, os fornecedores de gerenciamento térmico introduziram uma variedade de soluções de design de dissipadores de calor de alto desempenho que podem fornecer um efeito de resfriamento mais forte sob uma determinada capacidade. O radiador de aleta em forma de chifre é uma das tecnologias mais importantes introduzidas nos últimos anos. Este tipo de dissipador de calor foi originalmente projetado para resfriamento FPGA e algumas de suas características o tornam particularmente adequado para ambientes FPGA comuns.
Melhor gerenciamento de resfriamento e fluxo de ar.
O dissipador de calor com aleta de pino alargado é equipado com uma série de pinos cilíndricos. Conforme mostrado na Figura 1, esses pinos servem como aletas para o dissipador de calor e estão dispostos em uma forma inclinada para fora. Devido à sua estrutura física única, o dissipador de calor com aleta em forma de chifre é otimizado para ambientes de fluxo de ar de baixa e média velocidade e pode atingir um efeito de resfriamento sem precedentes neste ambiente. O material desse tipo de dissipador de calor pode ser cobre ou alumínio, e a pegada varia de 0,54 × 0,54 polegadas a 2,05 × 2,05 polegadas, e a altura varia de menos de meia polegada a pouco mais de uma polegada. Esse tamanho pode atender aos requisitos de vários tamanhos de FPGAs.
O dissipador de calor com aletas em forma de chifre é um desenvolvimento derivado do dissipador de calor tradicional e as aletas tradicionais são dispostas verticalmente (consulte a Figura 2). Para entender as características de resfriamento do dissipador de calor com aleta em forma de chifre, devemos primeiro entender as propriedades de resfriamento do radiador tradicional. O desempenho de resfriamento do dissipador de calor tradicional também é muito bom, refletido principalmente na baixa resistência térmica. A unidade de resistência térmica é ° C / W, que é usada para medir o número de graus Celsius (mais alto que a temperatura ambiente) que o dispositivo consome por watt de energia para fazer com que a temperatura aumente.
A baixa resistência térmica dos dissipadores de calor com aletas tradicionais é principalmente devido às seguintes características: pinos cilíndricos, a estrutura omnidirecional da matriz de pinos e sua grande área de superfície e a alta condutividade térmica da base e pinos, etc. Ajuda a melhorar o desempenho do dissipador de calor. Em comparação com aletas quadradas ou retangulares, os pinos cilíndricos têm menor resistência ao fluxo de ar. Juntamente com a estrutura omnidirecional da matriz de pinos, ajuda o fluxo de ar circundante a entrar e sair da matriz de pinos facilmente.
Para obter um efeito de resfriamento significativo, o dissipador de calor deve ter área de superfície suficiente, caso contrário, se a área de superfície for muito pequena, o dissipador de calor não pode dissipar calor suficiente. Ao mesmo tempo, se a área da superfície do dissipador de calor for maior (quanto mais pinos ele contiver), mais difícil será para o fluxo de ar circundante entrar no conjunto de pinos. Infelizmente, se o dissipador de calor não for totalmente exposto ao fluxo de ar circundante, não importa quão grande seja sua área de superfície, ele não será capaz de dissipar o calor com eficácia.
Aumente o espaçamento dos pinos para permitir que o ar circule mais facilmente. A velocidade com que o ar passa pelo dissipador de calor deve ser próxima à velocidade com que o ar entra no dissipador.
Ao tornar o arranjo de pinos mais compacto para aumentar a área de superfície, o desempenho de resfriamento do dissipador de calor pode ser melhorado. No entanto, isso prejudicará o fluxo de ar, reduzindo assim o desempenho de dissipação de calor. Esta é uma contradição inerente que os fornecedores devem enfrentar ao projetar dissipadores de calor com pinos verticais.
No entanto, dobrando os pinos para fora, os pinos em forma de chifre superam efetivamente a contradição entre a área de superfície e a densidade do pino. Este método aumenta muito o espaçamento entre os pinos em uma determinada área.
Portanto, o fluxo de ar circundante pode entrar e sair da matriz de pinos de forma mais conveniente. A superfície do dissipador de calor é exposta ao ar com uma taxa de fluxo mais rápida e, como resultado, a capacidade de dissipação de calor também é bastante aumentada. Essa melhoria é especialmente perceptível quando a velocidade do fluxo de ar é baixa, porque quanto mais lenta a velocidade do fluxo de ar, mais difícil será para o ar circundante entrar no conjunto de pinos do dissipador de calor. Portanto, o dissipador de calor com pino em forma de chifre é mais adequado para ambientes com baixa velocidade do ar.
