Mis on jahutusradiaator?

Kuumus on elektroonikas tõsine probleem. Ilma nõuetekohase kontrollita võib see kahjustada osi ja vähendada nende jõudlust. Seepärast ongi jahutusradiaator nii oluline.

Jahutusradiaator on metalltükk, mis aitab soojuse seadmest eemaldada, absorbeerides ja hajutades seda kriitilistest komponentidest eemale.

Paljude projektide puhul olen näinud, kuidas ülekuumenemine muudab hea konstruktsiooni halvaks tooteks. Seepärast soovitan alati tõsiselt võtta soojusjuhtimist.

Mida teeb jahutusradiaator?

Kuumuse kogunemine võib hävitada elektroonika. Ilma abita võivad sellised osad nagu protsessorid, GPUd ja võimsuskiibid kiiresti üle kuumeneda. Õige jahutusradiaator takistab seda.

Soojusjuhtmed juhivad soojuse tundlikest osadest eemale ja viivad selle õhku, hoides süsteemi jahedana ja stabiilsena.

Selle toimimisviis on üsna lihtne. Kui kiip toodab soojust, siis soojusalvesti¹ puudutab seda otse. Soojus voolab valamu metallkorpusesse, sest metallid nagu alumiinium ja vask² kannavad hästi soojust. Valamu suur pindala võimaldab õhul soojust ära viia.

Siin on lihtne tabel, mis näitab, kuidas erinevad materjalid mõjutavad jahutusradiaatori jõudlust:

Hea disain algab alati materjali valikust. Kui kaal on oluline, valin alumiiniumi. Kui tulemuslikkus on peamine eesmärk, võin valida vase, hoolimata lisakuludest.

Teine oluline tegur on kuju. Uimed, viigid ja plaadid suurendavad kõik pindala. Suurem pindala tähendab paremat jahutust. Mõnikord soovitan ma isegi lisada õhuvoolu ventilaatoriga väga kuumade süsteemide puhul.

Millised on 2 tüüpi jahutusradiaatorid?

Mõned seadmed vajavad jahutust, kuid nende sees ei ole ventilaatorit. Teised vajavad sunnitud õhuvoolu. Õige tüübi valimisel on suur vahe.

Kaks peamist tüüpi jahutusradiaatorid on passiivsed ja aktiivsed. Passiivsed kasutavad loomulikku õhuvoolu; aktiivsed kasutavad jahutuse suurendamiseks ventilaatoreid.

Jagame need selgelt lahti:

Passiivsed jahutusradiaatorid

Passiivsed jahutusradiaatorid kasutavad ainult loomulikku konvektsiooni. Neil puuduvad liikuvad osad. Õhk tõuseb kuumana loomulikult üles, tõmmates soojust ära. See meetod on vaikne ja ei vaja energiat. Soovitan seda sageli väikeste vidinate või ventilaatorita konstruktsioonide puhul.

Aktiivsed jahutusradiaatorid

Aktiivsed jahutusradiaatorid lisavad ventilaatori. Ventilaator surub õhku üle jahutusradiaatori, mis muudab soojuse eemaldamise palju kiiremaks. Selline seadistus on levinud arvutites, serverites ja võimsas elektroonikas. Kuigi see jahutab paremini, vajab see ka rohkem energiat ja võib aja jooksul kuluda.

Siin on kiire tabel nende võrdlemiseks:

Nende kahe vahel valimine sõltub alati projektist. Kui klient vajab vaikivat seadet, on passiivne parem. Kui võimsus on tähtsam kui vaikus, võidab aktiivne seade.

Mis vahe on ventilaatoril ja jahutusplaadil?

Paljud inimesed ajavad segi ventilaatorid ja jahutusradiaatorid. Mõlemad aitavad jahutamisel, kuid erinevalt.

Ventilaator liigutab õhku, et soojus kiiremini ära viia; jahutusradiaator salvestab ja levitab soojust, et õhk saaks seda kergemini eemaldada.

Siin on sügavam pilk:

A soojusalvesti³ on passiivne osa. See asub kuumal komponendil, näiteks protsessoril või võimsustransistoril. See neelab soojust ja jaotab selle laiale pinnale. Nii laseb see õhul, isegi aeglaselt liikuval õhul, soojuse ära viia.

Fänn seevastu on aktiivne osa. See liigutab õhku üle jahutusradiaatori või kogu korpuse. Kiirem õhuvool suurendab jahutust. Kuid ventilaator üksi ei saa asendada jahutusradiaatorit, sest õhu soojusmahtuvus on metalliga võrreldes kehv.

Kui ma projekteerin süsteeme, kasutan sageli mõlemat. Jahutusradiaator haarab ja hoiab soojust; jahutusradiaator ventilaator⁴ eemaldab selle kiiresti.

Kas protsessor vajab jahutusplaati?

Kaasaegsed protsessorid on väga võimsad. Nad teevad miljardeid arvutusi igas sekundis. Nii palju tööd tekitab palju soojust.

Jah, a Protsessor vajab jahutusradiaatorit⁵ ilma selleta võib protsessor üle kuumeneda ja seiskuda või isegi kahjustuda.

Lubage mul selgitada veidi rohkem.

Protsessor ilma jahutusradiaatorita tõuseb kiiresti üle ohutute temperatuuride. Enamikul protsessoritel on sisseehitatud kaitse, mis aeglustab neid (termiline drosseldamine⁶) või lülitage need välja, kui need liiga kuumaks lähevad. Kuid ainult nendest kaitsevahenditest sõltumine on ohtlik.

Kui ma ehitan süsteeme, alustan alati sellest, et valin protsessorile hea jahutusradiaatori. Mõned protsessorid on varustatud standardse jahutusalusega, kuid suure jõudlusega mudelite puhul soovitan sageli paremaid jahutusaluseid.

On olemas isegi erinevaid protsessori jahutuslahendusi:

• Õhujahutid: Traditsiooniline jahutusradiaator + ventilaator.
• Vedelikjahutid: Veepõhised süsteemid, mis liigutavad soojust veelgi kiiremini.
• Passiivsed jahutid: Haruldased protsessorite puhul, kuid võimalikud väga madala energiatarbega kiipide puhul.

Igal meetodil on oma parim kasutusviis. Näiteks vajab mänguriit aktiivset jahutust, võib-olla isegi vedelikjahutust. Väike sisseehitatud kontroller võib jääda ellu passiivse jahutusega.

Siin on lihtne otsustustabel, mida ma sageli kasutan:

Lühidalt öeldes on protsessor ilma jahutusradiaatorita nagu automootor ilma radiaatorita. See võib töötada mõne minuti, kuid see ei kesta kaua.

Kokkuvõte

Jahutusradiaator ei ole lihtsalt tükk metalli. See on oluline osa kaasaegsete seadmete ohutuse, stabiilsuse ja võimsuse säilitamisel.