Mitkä ovat yleisimmät jäähdytyselementtirakenteet?

Elektroniset komponentit tuottavat lämpöä. Kun ne ylikuumenevat, ne vikaantuvat. Miten voimme siis pitää ne viileinä? Vastaus on jäähdytyslevyt, mutta kaikki jäähdytyslevyt eivät ole samanlaisia.

Yleisimpiä jäähdytyselementtirakenteita ovat suorat evät, tappi-evät, poikkileikkaukset, levenevät evät ja lämpöputkiin integroidut mallit. Kukin rakenne käsittelee ilmavirtaa, tilaa ja lämpökuormitusta eri tavalla.

Eri mallit toimivat paremmin eri olosuhteissa. Jos haluat parantaa tuotteesi jäähdytystä, sinun on ymmärrettävä, miten nämä rakenteet käyttäytyvät.

Miten pin-fin- ja straight-fin-mallit eroavat toisistaan?

Liian kuuma käsiteltäväksi? Jäähdytysjärjestelmäsi voi olla ongelmana. Pin-fin- ja straight-fin-jäähdytyslevyjä on kaikkialla, mutta mikä niistä sopii laitteellesi?

Pin-fin-jäähdytyselementit tarjoavat monisuuntaisen ilmavirran ja suuremman pinta-alan tiheyden, kun taas suorat evät mahdollistavat pienemmän painehäviön ja suunnatun ilmavirran tehokkuuden.

Pin-fin- ja straight-fin-mallit näyttävät hyvin erilaisilta, ja ne toimivat myös eri tavalla. Suorat evät ovat pitkät ja yhdensuuntaiset. Ne ohjaavat ilmavirran yhteen suuntaan, mikä toimii erinomaisesti, kun ilma liikkuu suorassa linjassa. Pin-fin-jäähdytyslevyissä taas käytetään monia pieniä pylväitä, jotka on sijoitettu pohjalle. Näin ilma pääsee virtaamaan useasta suunnasta.

Vertailutaulukko: Pin-Fin vs. Straight-Fin

Pin-fin-nielut toimivat usein paremmin pakotetussa konvektiossa (tuulettimissa), jolloin enemmän ilmaa työntyy läpi. Niiden vastus on kuitenkin suurempi. Jos käytät passiivista jäähdytystä tai vähäistä ilmavirtausta, suora-uimapintainen pesuallas voi olla parempi. Suorat lamellit on myös helppo valmistaa suulakepuristamalla, mikä pitää kustannukset alhaisina.

Mikä jäähdytyselementtirakenne sopii parhaiten pieneen tilaan?

Ahtaat tilat, tiukat määräajat - lämpösuunnittelijat tuntevat tämän tuskan. Millainen jäähdytyselementti toimii, kun tilaa ei juuri ole?

Pin-fin-, zip-fin- ja heatpipe-pohjaiset jäähdytyselementit sopivat erinomaisesti pieniin tiloihin, koska ne ovat tehokkaita ja pystyvät toimimaan ahtaissa ilmavirtausrajoituksissa.

Kompaktit mallit vaativat jäähdytyslevyjä, jotka pakkaavat paljon pinta-alaa pieneen tilavuuteen. Se ei ole helppoa. Tavalliset suulakepuristetut jäähdytysripat eivät välttämättä sovi tai jäähdytä tehokkaasti. Pin-fin-rakenteet ovat usein ihanteellisia tässä tapauksessa. Ne sallivat ilmavirran monesta kulmasta ja tarjoavat paljon jäähdytyspintaa.

Kompakti-ystävälliset jäähdytyselementtirakenteet

Jos korkeus on ongelma, lämpöputkien avulla voit siirtää lämmön pois lähteestä ja jäähdyttää sen sitten jonnekin tilavampaan paikkaan. Taitetut tai vetoketjulliset jäähdytysripat puristavat enemmän jäähdytyspinta-alaa samaan tilavuuteen sijoittamalla ripoja tiiviisti.

Kompaktissa suunnittelussa jokainen millimetri on tärkeä. Siksi insinöörit rakastavat joustavia asetteluja, kuten nastasäleitä ja lämpöputkihybridejä.

Miksi nykyaikaisissa jäähdytyslevyissä käytetään lämpöputkia?

Olet luultavasti nähnyt kuparisia lämpöputkia suorittimissa tai näytönohjaimissa. Miksi ne ovat nykyään niin yleisiä?

Lämpöputkia käytetään, koska ne levittävät lämpöä nopeasti, vähentävät kuumia kohtia ja mahdollistavat lamellien sijoittamisen kauemmas lämmönlähteestä. Ne parantavat jäähdytystä lisäämättä kokoa.

Lämpöputki on suljettu putki, joka on täytetty pienellä määrällä nestettä. Kun toinen pää kuumenee, sisällä oleva neste haihtuu. Höyry siirtyy viileämpään päähän, jossa se tiivistyy. Tämä sykli siirtää lämpöä nopeasti putken läpi.

Miksi lämpöputket ovat järkeviä

• Erittäin korkea lämmönjohtavuus: Parempi kuin kiinteä kupari.
• Levittää lämpöä laajoille eväalueille: Estää kuumat kohdat.
• Ei liikkuvia osia: Passiivinen ja luotettava.
• Kompakti: Ohjaa lämpöä ahtaissa malleissa.
• Orientaatioystävällinen: Toimii useimmissa kulmissa, etenkin kun on kyse sydänlanka rakenteesta.

Nykyään monissa suorituskykyisissä jäähdytyslevyissä yhdistyvät pohjalevyt, lämpöputket ja lamellirakenteet. Tällä hybridimenetelmällä saadaan aikaan sekä hyvä johtuminen (putken kautta) että voimakas konvektio (lamellien kautta).

Esimerkiksi kannettavissa tietokoneissa tai pienikokoisissa tietokoneissa lämpöputket siirtävät lämpöä sivulle tai päälle asennettuihin lamelleihin. Tämä pitää sisäisen ulkoasun siistinä ja tehokkaana.

Mitä etuja ristiinleikatuilla evämalleilla on?

Evät ovat pitkät, eikö niin? Mutta entä jos leikkaat ne? Usko tai älä, se voi auttaa. Poikkileikatut evät on suunniteltu rikkomaan ilmavirtauskuvioita - hyvällä tavalla.

Poikkileikkaukselliset lamellirakenteet parantavat lämmönsiirtoa rikkomalla rajakerroksia ja mahdollistamalla enemmän ilmavirtausreittejä, erityisesti syvällä lamellirakenteessa.

Suorassa lamellirakenteessa ilma virtaa lamellien välisten kanavien kautta. Näiden kanavien sisällä ilma kuitenkin hidastuu. Mitä syvemmälle mennään, sitä vähemmän jäähdytystä tapahtuu. Lamellien poikkileikkaus ratkaisee tämän ongelman.

Miten poikkileikkaukset parantavat jäähdytystä

• Häiritä pysähtynyttä ilmaa: Leikkaukset rikkovat rajakerroksia.
• Lyhentää johtoratoja: Jokainen eväsegmentti on tehokkaampi.
• Ota käyttöön monisuuntainen ilmayhteys: Auttaa turbulenttisessa tai osittaisessa ilmavirtauksessa.
• Parantaa matalan nopeuden ilmavirran suorituskykyä: Enemmän reittejä ilman poistumiselle ja sisäänpääsylle.

Tästä on kuitenkin tingittävä. Poikittaisleikkaukset voivat hieman lisätä ilmavirran vastusta, ja liian monet leikkaukset vähentävät lamellien lujuutta tai lämpömassaa.

Pöytä: Cross-Cut vs. vakio-uimakkeet

Voit ajatella, että poikkileikkaukset ovat molempien maailmojen parhaat puolet - ne ovat helppoja valmistaa kuten suorat evät, mutta niiden suorituskyky on lähempänä tappi-eviä.

Päätelmä

Eri jäähdytyselementtirakenteet tarjoavat erilaisia lämpöhyötyjä. Pin-rippeillä, lämpöputkilla, poikkileikkauksilla ja kompakteilla lamelleilla on kaikilla oma roolinsa. Oikean valintaan vaikuttavat ilmavirta, tila ja lämpökuorma.