방열판이란 무엇인가요?

전자제품에서 열은 심각한 문제입니다. 적절한 제어가 없으면 부품이 손상되고 성능이 저하될 수 있습니다. 그렇기 때문에 방열판이 매우 중요합니다.

방열판은 중요한 구성 요소에서 열을 흡수하고 분산시켜 기기에서 열을 제거하는 데 도움이 되는 금속 조각입니다.

많은 프로젝트에서 과열로 인해 좋은 디자인이 나쁜 제품으로 변하는 것을 보았습니다. 그렇기 때문에 저는 항상 열 관리를 진지하게 고려할 것을 권장합니다.

방열판의 기능은 무엇인가요?

열이 쌓이면 전자기기가 망가질 수 있습니다. 도움이 없으면 CPU, GPU, 전원 칩과 같은 부품이 빠르게 과열될 수 있습니다. 올바른 방열판은 이를 방지합니다.

방열판은 민감한 부품에서 열을 빼앗아 공기 중으로 이동시켜 시스템을 시원하고 안정적으로 유지합니다.

작동 방식은 매우 간단합니다. 칩에서 열이 발생하면 방열판¹ 에 직접 닿습니다. 열은 다음과 같은 금속 때문에 싱크의 금속 몸체로 흘러 들어갑니다. 알루미늄 및 구리² 열을 잘 전달합니다. 싱크의 표면적이 넓어 공기가 열을 잘 전달할 수 있습니다.

다음은 다양한 소재가 방열판 성능에 미치는 영향을 보여주는 간단한 표입니다:

재료	열 전도성(W/mK)	비용	공통 사용
알루미늄	~200	낮음	일반 전자제품 냉각
구리	~400	더 높음	고성능 냉각

좋은 디자인은 언제나 소재 선택에서 시작됩니다. 무게가 중요하다면 알루미늄을 선택합니다. 성능이 최우선 목표라면 추가 비용이 들더라도 구리를 선택할 수도 있습니다.

또 다른 핵심 요소는 모양입니다. 핀, 핀, 플레이트는 모두 표면적을 증가시킵니다. 표면적이 넓을수록 냉각 효과가 높아집니다. 때로는 매우 뜨거운 시스템을 위해 팬으로 공기 흐름을 추가하는 것이 좋습니다.

---

방열판의 두 가지 유형은 무엇인가요?

냉각이 필요하지만 내부에 팬이 없는 장치도 있습니다. 다른 장치에는 강제 공기 흐름이 필요합니다. 올바른 유형을 선택하는 것이 큰 차이를 만듭니다.

방열판에는 패시브와 액티브의 두 가지 주요 유형이 있습니다. 패시브는 자연적인 공기 흐름에 의존하고 액티브는 팬을 사용하여 냉각을 강화합니다.

명확하게 구분해 보겠습니다:

패시브 방열판

패시브 방열판은 자연 대류만을 사용합니다. 움직이는 부품이 없습니다. 공기가 뜨거워지면 자연스럽게 상승하여 방열판에서 열을 빼앗아갑니다. 이 방법은 조용하고 전력이 필요하지 않습니다. 소형 기기나 팬이 없는 디자인에 자주 추천합니다.

액티브 방열판

액티브 방열판은 팬을 추가합니다. 팬이 방열판을 가로질러 공기를 강제 순환시켜 열을 훨씬 빠르게 제거합니다. 이 설정은 컴퓨터, 서버 및 강력한 전자제품에서 흔히 볼 수 있습니다. 냉각 효과는 더 좋지만 추가 전력이 필요하고 시간이 지남에 따라 마모될 수 있습니다.

다음은 간단한 비교 표입니다:

방열판 유형	주요 기능	장점	단점
패시브	팬 없음, 무소음, 자연 대류	소음, 움직이는 부품 없음	낮은 냉각 전력
활성	팬, 강제 대류 사용	냉각 성능 향상	소음, 시간 경과에 따른 팬 마모

이 두 가지 중 하나를 선택하는 것은 항상 프로젝트에 따라 다릅니다. 클라이언트가 저소음 디바이스를 필요로 한다면 패시브가 더 좋습니다. 저소음보다 파워가 더 중요하다면 액티브가 더 좋습니다.

팬과 방열판의 차이점은 무엇인가요?

많은 사람이 선풍기와 방열판을 혼동합니다. 둘 다 냉각에 도움이 되지만 방식은 다릅니다.

팬은 공기를 이동시켜 열을 더 빨리 배출하고 방열판은 열을 저장하고 확산시켜 공기가 더 쉽게 열을 제거할 수 있도록 합니다.

자세히 살펴보세요:

A 방열판³ 는 수동 부품입니다. CPU나 전력 트랜지스터와 같이 뜨거운 부품 위에 위치합니다. 열을 흡수하여 넓은 표면으로 확산시킵니다. 이렇게 함으로써 공기, 심지어 느리게 움직이는 공기도 열을 제거할 수 있습니다.

반면 팬은 능동적인 부품입니다. 방열판 전체 또는 케이스 전체에 공기를 이동시킵니다. 공기 흐름이 빠르면 냉각 효과가 높아집니다. 하지만 공기는 금속에 비해 열 용량이 낮기 때문에 팬만으로는 방열판을 대체할 수 없습니다.

저는 시스템을 설계할 때 두 가지를 모두 사용하는 경우가 많습니다. 방열판은 열을 잡고 잡아두는 역할을 하고, 방열판은 팬⁴ 를 누르면 빠르게 제거됩니다.

---

CPU에 방열판이 필요한가요?

최신 CPU는 매우 강력합니다. 초당 수십억 번의 계산을 수행합니다. 그만큼 많은 작업을 수행하면 많은 열이 발생합니다.

예, a CPU에 방열판이 필요합니다.⁵ 이 없으면 CPU가 과열되어 종료되거나 손상될 수 있습니다.

조금 더 설명해 드리겠습니다.

방열판이 없는 CPU는 안전 온도 이상으로 빠르게 상승합니다. 대부분의 CPU에는 속도를 늦추는 보호 기능이 내장되어 있습니다(열 스로틀링⁶) 또는 너무 뜨거워지면 차단하세요. 하지만 이러한 보호 기능에만 의존하는 것은 위험합니다.

저는 시스템을 구축할 때 항상 CPU를 위한 좋은 방열판을 고르는 것부터 시작합니다. 일부 CPU는 기본 방열판과 함께 제공되지만 고성능 모델의 경우 더 좋은 방열판을 추천하는 경우가 많습니다.

CPU 냉각 솔루션의 종류도 다양합니다:

• 공기 냉각기: 기존 방열판 + 팬 설정.
• 액체 냉각기: 열을 더욱 빠르게 이동시키는 수성 시스템.
• 패시브 쿨러: CPU에서는 드물지만 초저전력 칩에서는 가능합니다.

각 방법마다 가장 적합한 사용 사례가 있습니다. 예를 들어 게임 장비에는 능동 냉각, 심지어 액체 냉각이 필요할 수도 있습니다. 소형 임베디드 컨트롤러는 수동 냉각으로도 충분할 수 있습니다.

다음은 제가 자주 사용하는 간단한 의사 결정 표입니다:

CPU 전력 수준	냉각 유형 권장	사용 예
낮음(<15W)	패시브	소형 태블릿, IoT 디바이스
중간(15W-65W)	공기 냉각(활성)	노트북, 일반 PC
높음(>65W)	고급 공기 또는 액체	게임, 워크스테이션

간단히 말해 방열판이 없는 CPU는 라디에이터가 없는 자동차 엔진과 같습니다. 몇 분 동안은 작동할지 모르지만 오래가지 못합니다.

---

결론

방열판은 단순한 금속 조각이 아닙니다. 방열판은 최신 디바이스를 안전하고 안정적이며 강력하게 유지하는 데 필수적인 부분입니다.