Her elektrik ve elektronik bileşen Bir devrede, devre güç kaynağı sağlayarak yürütülürken bir miktar ısı üretir. Tipik olarak yüksek güçlü yarı iletken cihazlar gibi güç transistörleri ve opto elektronik gibi ışık yayan diyotlar , lazerler hatırı sayılır miktarda ısı üretir ve bu bileşenler, yayma kapasiteleri önemli ölçüde düşük olduğundan ısıyı dağıtmak için yetersizdir.
Bundan dolayı, bileşenlerin ısınması erken arızaya neden olur ve tüm devrenin veya sistemin performansının arızalanmasına neden olabilir. Dolayısıyla bu olumsuzlukların üstesinden gelmek için soğutma amacıyla ısı alıcıları sağlanmalıdır.
Isı Emici nedir?
Soğutucu
Soğutucu, elektronik bir bileşen veya bir cihazdır. elektronik devre Bu, bir devrenin diğer bileşenlerinden (esas olarak güç transistörlerinden) ısıyı çevreleyen ortama dağıtır ve performanslarını, güvenilirliğini artırmak için onları soğutur ve ayrıca bileşenlerin erken arızalanmasını önler. Soğutma amacıyla, bir fan veya soğutma cihazı içerir.
Isı Emici Prensibi
Fourier'in ısı iletim yasası, bir vücutta sıcaklık gradyanı mevcutsa, ısının yüksek sıcaklıklı bir bölgeden izin verilen sıcaklık bölgesine aktarılacağını belirtir ve bu, konvansiyon, radyasyon ve radyasyon gibi üç farklı yoldan elde edilebilir. iletim.
Isı Emici Prensibi
Farklı sıcaklıktaki iki nesne birbiriyle temas ettiğinde, yüksek ısılı nesnenin hızlı hareket eden moleküllerinin daha soğuk nesnelerin yavaş hareket eden molekülleri ile çarpışmasına ve böylece termal enerjiyi daha soğuk nesneye aktarmasına neden olan iletim meydana gelir. ve bu termal iletkenlik olarak adlandırılır.
Benzer şekilde, ısı alıcı, ısıyı veya termal enerjiyi yüksek sıcaklıklı bir bileşenden hava, su, yağ vb. Gibi düşük sıcaklıklı bir ortama aktarır.Genellikle hava, düşük sıcaklık ortamı olarak kullanılır ve ortam olarak su kullanılırsa, daha sonra soğuk levha olarak adlandırılır.
Isı Emici Tipleri
Isı alıcıları, farklı kriterlere göre farklı kategorilere ayrılır. Başlıca türleri, yani aktif ısı alıcılarını ve pasif ısı alıcılarını ele alalım.
Isı Emici Tipleri
Aktif Isı Emiciler
Bunlar genellikle fan tipidir ve gücü soğutma amacıyla kullanırlar. Isı emici veya fan olarak da adlandırılabilirler. Fanlar ayrıca bilyeli yatak tipi ve kovanlı yatak tipi olarak sınıflandırılır. Bilyalı rulmanlı motor fanları, çalışma sürelerinin daha uzun olması ve uzun açıklıklı kullanım söz konusu olduğunda daha ucuz olmaları nedeniyle tercih edilmektedir.Bu tür soğutucuların performansı mükemmeldir, ancak hareketli parçalardan oluştuğu için uzun süreli uygulamalar için değildir ve biraz da pahalıdır.
Pasif Isı Emiciler
Bunların herhangi bir mekanik bileşeni yoktur ve alüminyum kanatlı radyatörlerden yapılmıştır. Bunlar, konveksiyon işlemini kullanarak termal enerjiyi veya ısıyı dağıtır. Bunlar, aktif ısı emicilerden en güvenilir olanıdır ve pasif ısı emicilerin verimli çalışması için kanatları boyunca sürekli hava akışının sağlanması önerilir.
Alüminyum Isı Emici
Isı emiciler genellikle metallerden yapılır ve soğutucuda kullanılan en yaygın metal alüminyumdur.Her metalin ısıl iletkenliğinin farklı olduğunun bilincindeyiz.Metalin ısıl iletkenliği, soğutucu içindeki ısı transferi ile orantılıdır. . Böylece metalin ısıl iletkenliği artarsa,
Isı alıcının ısı aktarım kapasitesi de artacaktır.
Alüminyum Isı Emici
Alüminyumun ısıl iletkenliği 235 W / mK olup, en ucuz ve hafif metaldir. Alüminyum ısı emiciler, ekstrüzyon kullanılarak yapılabildikleri için ekstrüde ısı emiciler olarak da adlandırılır.
Damgalı Isı Emiciler
Bunlar, belirli bir şekli oluşturmak için damgalanmış metallerden yapılmıştır. Bu damga, metal damgalama makinesinden her hareket ettirildiğinde ısı emicilerini oluşturur. Bunlar, ekstrüde edilmiş ısı emicilere göre daha ucuzdur.
Bunlar düşük güçlü uygulamalar için kullanılır ve bu nedenle performansları düşüktür.
İşleme Isı Emiciler
Bunlar, talaşlı imalat işlemiyle üretilirler, sıklıkla katrak testeresi, hassas aralıklarla ara yüzgeçler yapmak için bir malzeme bloğunu çıkarmak için kullanılır. Bunlar pahalıdır, çünkü çok sayıda metal üretim sürecinde israf olabilir.
Bonded-Fin Isı Emiciler
Bunlar, genellikle elektrik kaynağı ve elektrik kaynağı gibi makul performans gerektiren fiziksel olarak büyük uygulamalar için kullanılır. DC-DC tuğla uygulamaları . Bunlar, bir metalin tek tek kanatlarının bir ısı emicinin tabanına yapıştırılmasıyla yapılır. Bu, ekonomik olan termal epoksi ve pahalı olan sert lehimleme olmak üzere iki yöntemle yapılabilir.
Katlanmış Kanatlı Isı Emiciler
Bu katlanmış kanatlı ısı alıcıları geniş yüzey alanına sahiptir ve katlanmış ısı emici malzemeye sahiptir ve bu nedenle çok yüksek performansa ve çok yüksek ısı akısı yoğunluğuna sahiptirler. Bu lavabolarda hava, bir tür kanal aracılığıyla doğrudan ısı alıcılarına yönlendirilir. Bu, üretim ve kanalizasyon maliyeti lavabonun genel maliyetine dahil edildiğinden, her şeyi pahalı hale getirir.
Skived Isı Emiciler
Genellikle bakırdan çok ince metal blokların yapılmasını içeren bu lavaboların imalatında sıyırma işlemi kullanılır. Bu nedenle bunlara kaymalı ısı alıcıları denir. Bunlar orta ila yüksek performanslı ısı emicilerdir.
Dövme Isı Emiciler
Bakır ve alüminyum gibi metaller, sıkıştırıcı kuvvetler kullanılarak ısı emiciler oluşturmak için kullanılır. Bu süreç, dövme işlemi olarak adlandırılır. Bu nedenle, dövme ısı alıcıları olarak adlandırılırlar.
Tek Kanatlı Montaj Isı Emiciler
Bunlar hafiftir ve dar alanlara kurulabilir. Ayrıca, düşük ila yüksek performans kapasitesine sahiptirler ve birçok uygulama için kullanılabilirler. Ancak en büyük dezavantajı, biraz pahalı olmalarıdır.
Swaged Isı Emiciler
Dövme, bir soğuk işlem dövme işlemidir, ancak bazen bir öğenin boyutlarının bir kalıba dönüştürüldüğü sıcak işleme işlemi olarak bile yapılabilir. Bunlar ucuz, orta performanslıdır ve hava akışı yönetiminde sınırlıdır.
Elektronik Devrelerde Isı Emicilerin Önemi
- Soğutucu, pasif bir ısı değiştiricidir ve hava gibi çevreleyen (soğutma) ortamla temas halinde geniş yüzey alanına sahip olacak şekilde tasarlanmıştır. Sıcaklıklarını ılımlı hale getirmek için yetersiz olan bileşenler veya elektronik parçalar veya cihazlar, soğutma için ısı emici gerektirir. Her element tarafından üretilen ısı veya elektronik devrenin bileşeni güvenilirliğini artırmak ve bileşenin erken arızalanmasını önlemek için dağıtılmalıdır.
- Her elektrik ve elektrik için sınırlarda termal kararlılığı korur. herhangi bir devrenin elektronik bileşeni veya herhangi bir sistemin elektronik parçaları. Soğutucunun performansı, malzeme seçimi, çıkıntı tasarımı, yüzey işlemi ve hava hızı gibi faktörlere bağlıdır.
- Bir bilgisayarın merkezi işlem birimleri ve grafik işlemcileri de ısı emiciler kullanılarak soğutulur. Isı emiciler aynı zamanda bir bilgisayarın belleğinde ısısını dağıtmak için kapaklar olarak sıklıkla kullanılan Isı dağıtıcılar olarak da adlandırılır.
- Elektronik devreler için ısı emiciler sağlanmazsa, transistörler, voltaj düzenleyicileri, IC'ler, LED'ler ve güç transistörleri gibi bileşenlerin arızalanma ihtimali olacaktır. Bile olsa elektronik devre lehimlemek elemanların aşırı ısınmasını önlemek için soğutucu kullanılması tavsiye edilir.
- Isı alıcıları yalnızca ısı dağıtımı sağlamakla kalmaz, aynı zamanda ısı daha fazla olduğunda ısıyı dağıtarak yapılan termal enerji yönetimi için de kullanılır. Düşük sıcaklıklarda ısı alıcılarının, devrenin düzgün çalışması için termal enerji açığa çıkararak ısı sağlaması amaçlanmıştır.
Isı Emici Seçimi
Soğutucu seçimi için aşağıdaki matematiksel hesaplamaları dikkate almamız gerekir:
Düşünmek
Q: Watt cinsinden ısı yayma oranı
T_j: Cihazın 0C'deki maksimum bağlantı sıcaklığı
T_c: Cihazın 0C'deki kasa sıcaklığı
T_a: 0C'de ortam hava sıcaklığı
T_s: 0C'de cihaza son derece düzgün yerleştirilmiş ısı emicinin maksimum sıcaklığı
Termal direnç verilebilir
R = ∆T / Q
Elektriksel direnç verilir
R_e = ∆V / I
Cihazın bağlantısı ile kasası arasındaki ısıl direnç,
R_jc = (∆T_jc) / Q
Batma direnci durumu şu şekilde verilmiştir:
R_cs = (∆T_cs) / Q
Ortam direncine batma tarafından verilir
R_sa = (∆T_sa) / Q
Böylelikle ortam direncine bağlantı şu şekilde verilir:
R_ja = R_jc + R_cs + R_sa = (T_j-T_a) / Q
Şimdi, Isı Emicinin gerekli termal direnci
R_sa = (T_j-T_a) / Q-R_jc-R_cs
Yukarıdaki denklemde T_j, Q ve R_jc değerleri üretici tarafından sabitlenir ve T_a ve R_cs değerleri kullanıcı tarafından tanımlanır.
Bu nedenle, uygulama için ısı alıcının ısıl direnci, yukarıda hesaplanan R_sa'dan küçük veya ona eşit olmalıdır.
Isı alıcıyı seçerken, ısı emiciler için izin verilen termal bütçe, hava akış durumu (doğal akış, düşük akış karışık, yüksek akışlı zorunlu konveksiyon) gibi çeşitli parametreler dikkate alınmalıdır.
Isı alıcının hacmi, hacimsel termal direncin gerekli termal dirence bölünmesiyle belirlenebilir. Hacimsel termal direnç aralığı, aşağıda gösterilen tabloda aşağıdaki gibidir.
Aşağıdaki grafik, ısı emicinin ısıl dirence dayalı olarak seçilmesine örnek olarak alüminyum ısı emicinin boyutundaki değişimi ve ısıl direnci göstermektedir.
Alan ve Isı Emicinin Termal Direnci
Bu makale, ısı emici, farklı ısı emici türleri ve ısı alıcının elektronik devrelerdeki önemi hakkında kısaca tartışmaktadır. Daha fazlası içinısı emicilerle ilgili bilgi, lütfen sorularınızı şu şekilde gönderin:aşağıdaki yorum.
Fotoğrafa katkı verenler:
- Soğutucu ecnmag
- Isı Emici Prensibi streacom
- Isı Emici Tipleri elektronik soğutma
- Alüminyum Isı Emici Specialchem4polimerler
- Alan ve Isı Emicinin Termal Direnci tasarım dünyası
