Hvad er en køleplade?

Varme er et alvorligt problem i elektronik. Uden ordentlig kontrol kan den beskadige dele og sænke ydeevnen. Det er derfor, en køleplade betyder så meget.

En køleplade er et stykke metal, der hjælper med at fjerne varmen fra en enhed ved at absorbere og sprede den væk fra kritiske komponenter.

I mange projekter har jeg oplevet, at overophedning har forvandlet et godt design til et dårligt produkt. Derfor anbefaler jeg altid, at man tager varmestyring alvorligt.

Hvad gør en køleplade?

Varmeudvikling kan ødelægge elektronik. Uden hjælp kan dele som CPU'er, GPU'er og power-chips hurtigt blive overophedet. Den rigtige køleplade forhindrer det.

En køleplade trækker varmen væk fra følsomme dele og flytter den ud i luften, så systemet holdes køligt og stabilt.

Den måde, det fungerer på, er ganske enkel. Når en chip producerer varme, vil Kølelegeme¹ rører den direkte. Varmen strømmer ind i vaskens metalkrop, fordi metaller som aluminium og kobber² transporterer varmen godt. Vaskens store overflade gør det muligt for luften at transportere varmen væk.

Her er en simpel tabel, der viser, hvordan forskellige materialer påvirker kølelegemets ydeevne:

Godt design starter altid med materialevalg. Hvis vægten betyder noget, vælger jeg aluminium. Hvis ydeevnen er det vigtigste, vælger jeg måske kobber på trods af de ekstra omkostninger.

En anden vigtig faktor er formen. Finner, stifter og plader øger alle overfladearealet. Mere overfladeareal betyder bedre køling. Nogle gange foreslår jeg endda at tilføje luftstrøm med en blæser til meget varme systemer.

Hvad er de 2 typer af køleplader?

Nogle enheder har brug for køling, men har ingen ventilator indeni. Andre har brug for tvungen luftstrøm. Det gør en stor forskel at vælge den rigtige type.

De to hovedtyper af kølelegemer er passive og aktive. De passive er afhængige af den naturlige luftstrøm, mens de aktive bruger blæsere til at øge kølingen.

Lad os bryde dem klart ned:

Passive køleplader

Passive kølelegemer bruger kun naturlig konvektion. De har ingen bevægelige dele. Luften stiger naturligt, når den bliver varm, og trækker varmen væk fra vasken. Denne metode er lydløs og kræver ingen strøm. Jeg anbefaler den ofte til små gadgets eller blæserløse designs.

Aktive køleplader

Aktive kølelegemer tilføjer en blæser. Ventilatoren tvinger luft hen over kølepladen, så varmen fjernes meget hurtigere. Denne opsætning er almindelig i computere, servere og kraftig elektronik. Det køler bedre, men det kræver også ekstra strøm og kan blive slidt med tiden.

Her er en hurtig tabel til at sammenligne dem:

Valget mellem disse to afhænger altid af projektet. Hvis en kunde har brug for en lydløs enhed, er passiv bedre. Hvis kraft betyder mere end stilhed, vinder den aktive.

Hvad er forskellen på en blæser og en køleplade?

Mange mennesker forveksler blæsere og køleplader. De hjælper begge med at køle, men på forskellige måder.

En ventilator flytter luft for at transportere varmen hurtigere væk; en køleplade lagrer og spreder varmen, så luften lettere kan fjerne den.

Her er et dybere kig:

A Kølelegeme³ er en passiv del. Den sidder på en varm komponent som en CPU eller en effekttransistor. Den absorberer varmen og spreder den over en stor overflade. På den måde lader den luft, selv langsom luft, føre varmen væk.

En ventilator er derimod en aktiv del. Den flytter luft hen over kølepladen eller over hele kabinettet. Hurtigere luftstrøm øger kølingen. Men en blæser alene kan ikke erstatte en køleplade, fordi luft har en dårlig varmekapacitet sammenlignet med metal.

Når jeg designer systemer, bruger jeg ofte begge dele. Kølepladen griber fat i og holder på varmen. vifte⁴ fjerner det hurtigt.

Har en CPU brug for en køleplade?

Moderne CPU'er er meget kraftfulde. De udfører milliarder af beregninger hvert sekund. Så meget arbejde producerer en masse varme.

Ja, en CPU har brug for en køleplade⁵ for at fungere sikkert; uden den kan CPU'en blive overophedet og lukke ned eller endda blive beskadiget.

Lad mig forklare lidt mere.

En CPU uden køleplade vil hurtigt komme op over den sikre temperatur. De fleste CPU'er har indbygget beskyttelse, der gør dem langsommere (termisk neddrosling⁶) eller slukke for dem, hvis de bliver for varme. Men det er farligt kun at stole på denne beskyttelse.

Når jeg bygger systemer, starter jeg altid med at vælge en god køleplade til CPU'en. Nogle CPU'er leveres med standardkølelegemer, men til højtydende modeller anbefaler jeg ofte bedre.

Der findes endda forskellige typer af CPU-køleløsninger:

• Luftkølere: Traditionel køleplade + blæseropsætning.
• Væskekølere: Vandbaserede systemer, der flytter varmen endnu hurtigere.
• Passive kølere: Sjældent for CPU'er, men muligt for chips med ultra-lavt strømforbrug.

Hver metode har sin egen bedste brugssag. For eksempel vil en gaming-rig have brug for aktiv køling, måske endda væskekøling. En lille indbygget controller kan måske overleve med passiv køling.

Her er et simpelt beslutningsskema, som jeg ofte bruger:

Kort sagt er en CPU uden køleplade som en bilmotor uden køler. Det virker måske i et par minutter, men det holder ikke.

Konklusion

En køleplade er ikke bare et stykke metal. Det er en vigtig del af at holde moderne enheder sikre, stabile og kraftfulde.