Такие читатели, как вы, помогают поддерживать MUO. Когда вы совершаете покупку по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию.
Перегрев проблематичен для ваших устройств; вот почему отвод тепла жизненно важен для контроля температуры электронных устройств или подобных источников тепла.
Радиаторы используются в электронных устройствах для отвода тепловой энергии в окружающую среду и для охлаждения ваших устройств. Но что такое радиатор и как он работает?
Как вырабатывается тепло в электронных устройствах и системах
В современную эпоху нас окружают электронные системы и гаджеты. От микропроцессорного чипа до базовой приемопередающей станции (BTS) для систем мобильной связи, электронным устройствам для работы требуется электроэнергия.
Хотя часть этой мощности используется для работы устройства, остальная часть рассеивается (в зависимости от эффективности устройства), в основном в виде тепла.
Однако из-за миниатюризации устройств электронные устройства не могут накапливать тепло и должны отводить эту тепловую энергию в окружающую среду. Для этого часто используют радиаторы.
Что такое радиатор?
Радиатор — это часть, применяемая к горячему электронному устройству, чтобы поглощать его тепло за счет теплопроводности, а затем отдавать эту энергию в окружающую среду посредством конвекции и излучения. Общая структура радиатора показана ниже:
Электронные устройства спроектированы таким образом, что минимальный интерфейс и теплопроводящие материалы используются для соединения источника тепла и радиатора, чтобы тепло не могло аккумулироваться внутри устройство. Радиаторы спроектированы таким образом, чтобы обеспечить путь с низким тепловым сопротивлением к устройствам для отвода тепла.
Механизм радиатора
Радиаторы изготовлены из теплопроводных материалов, чаще всего из алюминия (теплопроводность: 237 Вт/м·К). Алюминий является дешевым металлом по сравнению с другими теплопроводными материалами, такими как серебро и золото.
Тепло от относительно небольшого электронного корпуса поглощается плоской металлической пластиной за счет теплопроводности. Проведение часто облегчается путем применения термопаста между внешним корпусом электронного устройства и радиатором. Это обеспечивает надлежащий физический контакт с пастой с высокой теплопроводностью.
Тепло от относительно меньшего электронного корпуса предназначено для распространения по большей поверхности радиатора за счет теплопроводности.
Тем не менее, тепловая энергия страдает от растекающегося теплового сопротивления, когда меньшая площадь поверхности источника тепла вступает в физический контакт с большей площадью поверхности радиатора. Вот почему важно контролировать сопротивление растеканию, выбирая подходящую толщину контакта опорной плиты радиатора.
Радиатор с минимальным сопротивлением растеканию обеспечивает почти равномерное распределение тепла по пластине основания и ребрам. Таким образом, площадь поверхности радиатора используется эффективно. Однако расчет сопротивления растеканию выходит за рамки этой статьи.
На другой стороне опорной пластины радиатора используется множество металлических ребер, обеспечивающих увеличенную площадь поверхности для тепловой конвекции тепла. Ребра не располагаются слишком близко друг к другу, так как это может препятствовать способности жидкости, то есть воздуха, в большинстве случаев свободно проходить между ребрами для рассеивания тепла.
Натуральный против. Принудительное охлаждение
Равномерно распределяемое тепло у основания радиатора использует всю площадь поверхности, образованную ребрами, для отвода тепла в окружающий воздух за счет естественной или принудительной конвекции воздуха.
Естественная конвекция — это процесс, при котором окружающий воздух отводит тепловую энергию от ребер радиатора за счет естественного потока жидкости, т. е. без приложения давления через внешний источник. В этом процессе поток или скорость молекул жидкости медленны.
В методе принудительной конвекции для теплообмена нагнетатель или вентилятор используется для увеличения скорости потока жидкости через поверхность на ребрах радиатора. Либо DC или PWM вентилятор может быть использован.
Увеличенный поток воздуха приводит к большему отводу тепла от радиатора. Обычно принудительная конвекция используется в тех случаях, когда требуется отвести много тепловой энергии или в конструкции требуется меньший радиатор.
Наряду с конвекцией тепловое излучение от радиатора также весьма полезно для отвода тепла от радиатора. Обычно радиаторы окрашены в черный цвет, что увеличивает их способность к тепловому излучению.
Радиаторы обеспечивают охлаждение и работу ваших устройств
Радиатор является важным гаджетом для надежной работы электронного устройства. Без них наши продвинутые смартфоны, мощные компьютеры и даже светодиодные фонари не будут работать должным образом из-за перегрева.
