Qu'est-ce qu'un dissipateur thermique à ailettes ?

De nombreux appareils électroniques surchauffent et tombent en panne à cause d'une mauvaise conception thermique. Si votre projet est sensible à la température, vous devez choisir le bon dissipateur thermique dès le départ.

Un dissipateur thermique à ailettes est un composant de refroidissement qui utilise des ailettes verticales pour dissiper la chaleur en augmentant la surface et le flux d'air. Il est souvent utilisé pour les configurations denses et les flux d'air omnidirectionnels.

Si vous concevez des produits pour l'automatisation industrielle, les LED ou l'électronique compacte, l'utilisation du bon type de dissipateur thermique peut réduire les taux de défaillance et améliorer l'efficacité. Dans cet article, je vais expliquer ce qu'est un dissipateur thermique à ailettes, comment il se compare aux autres types et comment choisir le bon.

Qu'est-ce qu'une ailette en transfert de chaleur ?

De nombreuses personnes se méprennent sur le fonctionnement des ailettes dans les systèmes thermiques. Il ne s'agit pas seulement de formes métalliques, mais aussi de contrôler le flux d'air et de maximiser la surface de contact.

Dans le domaine du transfert de chaleur, une ailette est une petite pièce cylindrique ou carrée qui augmente la surface d'un composant afin de dissiper plus efficacement la chaleur par convection.

Les ailettes sont utilisées pour refroidir les composants qui génèrent de la chaleur, tels que les puces, les transistors de puissance ou les modules LED. Ces ailettes brisent le flux d'air, ce qui provoque des turbulences. Les turbulences augmentent le transfert de chaleur en mélangeant plus efficacement les couches d'air.

Principales fonctions des épingles à nourrice

Pourquoi utiliser des ailettes dans les pièces usinées par CNC ?

Lorsque nous concevons des boîtiers ou des cadres en aluminium, nos clients exigent parfois des propriétés thermiques spécifiques. Si la chaleur doit se dissiper de manière égale dans toutes les directions, je recommande souvent les éléments suivants ailette en forme d'épingle¹ structures. Ils sont particulièrement utiles lorsque le flux d'air du produit est imprévisible, comme c'est le cas pour les appareils portatifs ou fermés.

Qu'est-ce qu'un dissipateur thermique à ailettes ?

De nombreux nouveaux acheteurs me demandent : "Un dissipateur thermique à ailettes est-il la même chose qu'une ailette à broches ?" La réponse est : pas tout à fait. Le mot "ailette" est général, tandis que "ailette en forme d'épingle²"est un type d'aileron.

Un dissipateur thermique à ailettes est un dispositif qui utilise des surfaces étendues (appelées ailettes) pour transférer la chaleur d'un composant générant de la chaleur vers l'air ambiant.

L'idée de base de toute structure d'aileron est la surface. Plus la surface est grande, plus le contact avec l'air est important. Cela signifie un meilleur refroidissement.

Types d'ailettes dans les dissipateurs thermiques

D'après mon expérience avec des clients du secteur médical, j'utilise souvent de fines ailettes droites lorsque l'appareil dispose d'un flux d'air forcé (comme un ventilateur intégré). Mais lorsque le refroidissement dépend de la convection naturelle, les ailettes en épingle ou les ailettes évasées sont beaucoup plus efficaces.

Quelle est la différence entre les dissipateurs de chaleur à ailettes et à plaques ?

Beaucoup d'ingénieurs avec lesquels nous travaillons veulent équilibrer les coûts, conception du flux d'air³et l'encombrement. Mais lorsque vous choisissez entre les dissipateurs à ailettes à broches et à plaques, vous devez tenir compte de votre environnement de circulation d'air.

Les dissipateurs de chaleur à ailettes utilisent des ailettes verticales pour un refroidissement omnidirectionnel, tandis que les dissipateurs de chaleur à ailettes à plaques utilisent des plaques plates pour un flux d'air directionnel et sont plus efficaces en cas de convection forcée.

Comparaison tête à tête

Quand dois-je recommander chaque type de médicament ?

Lorsqu'un client conçoit un appareil compact sans espace pour un ventilateur, comme un vêtement ou un petit appareil photo, je lui suggère des ailettes en forme d'épingle. Mais s'il utilise un refroidissement actif (comme un ventilateur dans un contrôleur industriel), j'opte généralement pour des ailettes à plaques.

Quels sont les types de dissipateurs thermiques ?

Les acheteurs pensent parfois que tous les dissipateurs thermiques sont identiques, mais il en existe de nombreux types. Le choix du mauvais type peut entraîner une surchauffe ou un gaspillage de budget.

Les principaux types de dissipateurs thermiques sont les ailettes à broches, les ailettes à plaques, les ailettes pliées et les ailettes collées, aileron enlevée⁴et les puits assistés par des caloducs. Chaque type convient à un débit d'air et à des conditions d'espace spécifiques.

Types courants de dissipateurs thermiques

Comment j'aide les clients à choisir le bon type d'appareil

Je commence généralement par poser les questions suivantes :

• Conditions d'écoulement de l'air: Y a-t-il un ventilateur ou s'agit-il d'une convection naturelle ?
• Limites de taille: Quel est l'espace disponible pour les ailerons ?
• Puissance de sortie: Quelle est la quantité de chaleur à évacuer ?
• Orientation: Le dissipateur thermique est-il vertical ou horizontal ?

Sur la base de ces éléments, je recommande la structure qui permet d'équilibrer les performances et le coût. Par exemple, un capteur de santé portable peut utiliser une petite ailette. Un amplificateur de puissance industriel peut utiliser un dissipateur thermique à ailettes collées avec un caloduc.

Conclusion

Le choix de la bonne conception du dissipateur thermique - en particulier l'ailette à broches par rapport à l'ailette à plaques - dépend du débit d'air, de l'application et des exigences thermiques. Un choix judicieux peut vous éviter des retouches et des problèmes de surchauffe.