방열판의 열전도율은 W/m-K 단위로 얼마입니까?

방열판 사양의 모든 열 수치가 헷갈리나요? 여러분만 그런 게 아닙니다. 많은 구매자가 W/m-K가 무엇을 의미하는지, 실제 사용에서 왜 중요한지 이해하지 못합니다.

알루미늄 방열판의 열전도율은 일반적으로 합금과 처리 방식에 따라 150~235W/m-K입니다.

하지만 이 수치만으로는 모든 이야기를 다 알 수 없습니다. 열 성능에 실제로 영향을 미치는 요소를 세분화하여 이해해 보겠습니다.

방열판의 열 성능은 어떻게 테스트하나요?

간혹 사람들은 열 성능이 데이터시트의 숫자에 불과하다고 생각하기도 합니다. 하지만 실제로는 통제된 테스트 조건에서 신중하게 측정됩니다.

열 성능은 베이스에 열을 가하고 특정 환경에서 핀을 통해 열이 얼마나 빨리 발산되는지 측정하여 테스트합니다.

제조업체는 표준화된 테스트를 통해 열 저항과 열 방출을 결정합니다. 일반적인 프로세스는 다음과 같습니다:

표준 테스트 설정

테스트 결과에는 일반적으로 다음이 포함됩니다.

• 내열성(°C/W) - 낮을수록 좋습니다.
• 열 발산(W) - 얼마나 많은 전력을 처리할 수 있는지
• 온도 델타(ΔT) - 기본과 주변 환경의 차이

방열판을 처음 구매하기 시작했을 때 "열 저항 = 2.5°C/W"라는 사양을 잘못 이해했습니다. 저는 그것이 나쁘다고 생각했습니다. 하지만 팬이 없는 패시브 알루미늄 방열판의 경우 실제로는 그 범주에서 좋은 사양이었습니다.

방열판의 열전도율에 영향을 미치는 요인은 무엇인가요?

모든 알루미늄 방열판의 성능이 동일하다고 생각하기 쉽습니다. 하지만 그렇지 않습니다. 여러 가지 물리적 및 설계적 요인이 열이 소재를 얼마나 잘 통과하는지에 영향을 미칩니다.

합금 유형, 미세 구조, 표면 마감, 불순물 또는 처리 여부는 모두 방열판의 열전도율에 영향을 미칠 수 있습니다.

이를 명확한 카테고리로 분류해 보겠습니다:

전도도에 영향을 미치는 재료 특성

설계 및 처리 요소

서로 다른 알루미늄 합금으로 만든 방열판 두 개를 비교한 적이 있습니다. 하나는 230W/m-K의 전도도를 가졌고 다른 하나는 170에 불과했습니다. 낮은 쪽은 재활용 함량과 불순물이 더 많아서 부하가 걸렸을 때 냉각 능력에 큰 영향을 미쳤습니다.

알루미늄 방열판은 항상 W/m-K가 높을수록 좋나요?

구매자는 종종 더 나은 성능을 보장한다고 생각하여 가장 높은 W/m-K 수치를 쫓습니다. 하지만 실제 애플리케이션에서는 그렇게 간단하지 않습니다.

W/m-K가 높을수록 열 전달이 빠르지만 적절한 설계, 공기 흐름 및 접촉 품질 없이는 더 나은 냉각을 보장할 수 없습니다.

가상의 방열판 두 개를 비교해 보겠습니다:

비교 표

실제 테스트에서 모델 B는 공기 흐름과 표면 접촉에 도움이 되는 설계 덕분에 낮은 전도도에도 불구하고 더 나은 성능을 보였습니다.

W/m-K 외 기타 주요 요소

• 베이스-핀 접촉 품질
• 표면적(지느러미 밀도)
• 공기 흐름 방향 및 볼륨
• 마운팅 압력 및 열 페이스트

한 고객은 전도성이 높은 방열판으로 업그레이드했지만 더 나쁜 결과를 얻었습니다. 새 부품의 핀 수가 적고 공기 흐름 덕트와 정렬되지 않은 것으로 밝혀졌습니다. 더 높은 W/m-K도 도움이 되지 않았습니다.

표면 처리가 열전도율 값에 영향을 미치나요?

아노다이징 또는 코팅 방열판의 외관이 마음에 들 수도 있습니다. 하지만 이러한 마감 처리가 성능에 영향을 미칠까요? 대답은 '예'와 '아니오'입니다.

아노다이징과 같은 표면 처리는 표면의 열전도율을 약간 낮출 수 있지만 복사 열 전달을 개선할 수 있습니다.

마감재가 열 흐름에 미치는 영향

일부 처리된 싱크가 더 나은 성능을 발휘하는 이유

아노다이징 처리된 검은색 마감은 특히 수동적이거나 공기 흐름이 적은 환경에서 열 방출을 개선할 수 있습니다. 이는 약간의 전도도 저하를 상쇄하는 데 도움이 됩니다.

고객들이 더 효율적일 것이라고 생각하여 비아노다이징 싱크대를 요청하는 경우가 있습니다. 그러나 많은 실외 사용 환경에서 코팅되지 않은 알루미늄은 부식으로 인해 성능이 더 빨리 저하되어 장기적인 성능이 저하되었습니다.

결론

열전도율은 유용한 수치이지만 중요한 유일한 수치는 아닙니다. 잘 설계되고 적절하게 설치된 평균 전도율의 방열판은 제대로 통합되지 않은 높은 전도율의 방열판보다 성능이 뛰어날 수 있습니다. 사양서뿐만 아니라 전체 시스템을 살펴보세요.