Analyse am Kühlkörper

Kühlkörper Basicsp

Temperatur fällt sind eine der grundlegendsten Komponenten bei der Kühlung elektronischer Geräte.Für jede Wärmequelle, die durch ihre eigene konduktive Kühlung nicht richtig gekühlt werden kann und eine effizientere Kühlung als ein Kühlkörper erfordert, ist ein Kühlkörper erforderlich, um die Wärme von der Wärmequelle wegzuleiten und durch optimierte Leitung oder Konvektion abzuleiten.

Der Kühler besteht im Wesentlichen aus einem Sockel und Rippen.Die Basis ist normalerweise die flache Oberfläche, die mit der Wärmequelle in Kontakt steht und die Wärme von der heißen Stelle auf die Rippen verteilt.Lamellen können in beliebig viele geometrische Formen geschnitten oder konstruiert werden, die normalerweise senkrecht zur Basis verlaufen, um die Wärme zu verteilen.Ziel ist es, die Oberfläche des Kühlkörpers so zu optimieren, dass die meiste Wärme übertragen und abgeführt wird.

Mit wenigen Ausnahmen bestehen Kühlkörper aus wärmeleitendem Metall, am häufigsten Aluminium.Mit einer Wärmeleitfähigkeit von 235 W/Kelvin pro Meter ist Aluminium leicht und kostengünstig und eignet sich daher ideal für leichtere und kostengünstigere Heizkörper.Auch Kupfer ist eine beliebte Wahl.Obwohl Kupfer teurer und schwerer ist, kann es aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit von 400 W/mK für Hochleistungsanwendungen erforderlich sein.

Schließlich klassifizieren Ingenieure Kühlkörper normalerweise als „natürliche“ Konvektion oder „erzwungene“ Konvektion.Kühlkörper mit natürlicher Konvektion (passiv) maximieren die Oberfläche und leiten die Wärme, ohne dass aktive Komponenten hinzugefügt werden müssen.Bei erzwungenen Konvektionskühlern (aktive Kühler) werden Komponenten wie Lüfter und Gebläse verwendet, um kühlere Luft über die Lamellen zu drücken, wodurch Turbulenzen entstehen und die Kühlleistung des Kühlers erhöht wird.

1.Stempelbrettebene

Kühlkörper auf Platinenebene kann gestanzt oder extrudiert werden.Gestanzte Heizkörper werden aus Blech hergestellt, das einem progressiven Stanzprozess unterzogen wird, bei dem jedes Metallstanzteil beim Durchlaufen des Stanzwerkzeugs Details und Funktionalität hinzufügt.Gestanzte Kühlkörpergeometrien sind für bestimmte Elektronikgehäusetypen konzipiert, um eine optimale Passform und Funktionalität auf der Leiterplatte zu gewährleisten.Diese Kühlkörper können passiv oder aktiv sein, basierend auf zusätzlichen Lüftern, die häufig verwendet werden, um den Luftstrom auf der Platine oder im System zu erhöhen.

Vorteil:

A.Ideal für Anwendungen mit geringem Stromverbrauch (0–5 W)

B.Optionen für eine schnelle und einfache Montage

C.niedrige Kosten

D.Skalierbare große Kapazität

e.Katalogoptionen für alle Verpackungsarten

Mangel:

A.Nicht für Anwendungen über 5 W geeignet

B.Größenbeschränkung, nicht größer als 50 mm

C.Kann nur an einem Gerät verwendet werden – kann nicht zum Kühlen mehrerer Wärmequellen verwendet werden

2. Extrudiertes Aluminium

Stranggepresstes Aluminium ist eine der beliebtesten und kostengünstigsten Herstellungsmethoden.Die Größen extrudierter Kühler variieren je nach Anwendung und reichen von kleiner für Anwendungen auf Platinenebene bis hin zu größer für Anwendungen mittlerer Leistung.Sie können je nach Lamellenform und -abstand für passive oder aktive Kühlung ausgelegt sein.Extrudierte Kühlkörper auf Platinenebene sind in Gehäusen wie BGAs und FPGAs üblich.

Das Richtige wählen extrudierter Kühlkörper hängt weitgehend vom gewünschten Formfaktor ab.Extrudierte Kühlkörper werden durch die Herstellung einer Profilform hergestellt, die die Dichte, den Abstand und die Länge der Rippen sowie die Höhe und Breite der Basis bestimmt.Das erweichte Aluminium wird in die Form gedrückt, um einen langen Stab, einen sogenannten Rohstab, zu formen, der das gleiche Profil und die gleichen Abmessungen wie die Form hat.Die Stäbe werden dann in kleinere Stäbe/Rechtecke in Standardform oder auf kundenspezifische Längen geschnitten.Diese werden weiter bearbeitet und fertiggestellt, um maßgeschneiderte Heizkörper herzustellen.Der Prozess ist schnell, kostengünstig und skalierbar;Aus diesem Grund ziehen viele Menschen bei der Suche nach einer Lösung zunächst extrudierte Kühlkörper in Betracht.

Vorteil:

A.Ideal für Anwendungen mit niedriger bis mittlerer Leistung

B.Schnell und kostengünstig

C.Skalierbare große Kapazität

D.Einfache Anpassung

e.Einteilige Konstruktion mit begrenztem Wärmewiderstand

Mangel:

A.Nicht für Hochleistungsanwendungen geeignet

B.Größenbeschränkungen: nicht größer als etwa 23 Zoll breit und 47 Zoll lang

C.Einschränkungen bei der Endbearbeitung bei größeren Formaten

3. Kühlrippen-Kühlkörper

Beim Schälen handelt es sich um eine Methode zur Bearbeitung von Materialien aus einem einzigen Metallstück, bei der die Schichten vom oberen Teil der Basis abgetrennt werden.Die Schichten werden senkrecht zur Basis zusammengefaltet und der Vorgang wird regelmäßig wiederholt, um die Flossen zu erzeugen.Die einteilige Konstruktion reduziert den Wärmewiderstand, da zwischen den Lamellen und der Basis keine Nähte oder Material vorhanden sind.Der Prozess ermöglicht außerdem eine hohe Rippendichte und dünne Rippengeometrien, was zu einer größeren Kühlkörperoberfläche und einer verbesserten Wärmeübertragungsleistung führt.

Im Gegensatz zu extrudierten Kühlkörpern Kühlrippen mit Schälrippen Verlassen Sie sich nicht auf Werkzeuge und mehrere Schritte;Stattdessen verwenden sie ein Schneidwerkzeug, was zu geringeren Werkzeugkosten, größerer Designflexibilität und schnellerer Prototypenerstellung führt.

Vorteil:

A.Effizientere Kühlung und bessere Leistung

B.Dünne Flossen und hohe Flossendichte

C.Formenkosten reduzieren

D.Wirtschaftliche Kupferherstellung

Mangel:

A.Nicht für Hochleistungsanwendungen geeignet

B.Größenbeschränkung

C.Dünne Flossen können empfindlicher sein

D.Für große Mengen nicht geeignet

4.Gebondeter Kühlrippen- und gelöteter Kühlrippen-Kühlkörper

A Verbundrippen-Kühlkörper ist eine zweiteilige Baugruppe, die aus einer extrudierten oder maschinell bearbeiteten Basis mit Rillen oder Mulden und Rippen besteht, die mit einem wärmeleitenden Klebstoff, normalerweise einer Ring-Oxy-Harz- oder Schweißverbindung, verbunden sind.Um die strukturelle Integrität und thermische Leistung zu verbessern, werden diese Strukturen manchmal gelötet, um die thermische und mechanische Verbindung zu verbessern.

Die Lamellen werden normalerweise aus Spulenmaterial gestanzt oder aus dünnem Blechmaterial geschnitten, während die Basis normalerweise extrudiert, druckgegossen oder maschinell bearbeitet wird.Für eine noch höhere Leistung können die Sockel auch über zusätzliche thermische Integration verfügen, wie etwa eingebettete Wärmerohre oder Dampfkammern.Durch die Unterstützung von mehr und längeren Rippen und zusätzliche Anpassungsmöglichkeiten bieten gebondete Kühlkörper eine höhere Leistung und eine größere Oberfläche bei kleinerem Platzbedarf.

Vorteil:

A.Geringerer Platzbedarf, ideal für Anwendungen mit begrenztem Platzangebot

B.Hohe thermische Leistung

C.Geeignet für erzwungene Konvektion, keine Begrenzung der Luftstromlänge

D.Enger Flossenabstand

e.Hohes Flossenseitenverhältnis

F.Einfache Integration und hohe Designflexibilität

G.Formenkosten reduzieren

Mangel:

A.Nicht geeignet für Anwendungen mit starken Vibrationen oder Stößen

B.Es kann nicht verwendet werden, wenn der Wärmewiderstand weniger als 0,01 °C/W betragen muss.

5.Kühlkörper mit Reißverschlussrippe

Der Reißverschlussflosse Der Stapel besteht aus einer Reihe einzelner gestanzter Blechlamellen, die mithilfe einer Verriegelungsfunktion zusammengefaltet und mit einem Reißverschluss verbunden werden können.Die Lamellenlängen und -abstände variieren je nach Prägestempel.Je nach Anwendungsanforderungen können die Lamellen geschlossen werden, um Lamellenkanäle zu bilden, oder offen gelassen werden, um einen Luftstrom in mehrere Richtungen zu ermöglichen.Lamellenstapel werden oft an die Kühlkörperbasis oder das Wärmerohr geschweißt, hartgelötet oder mit Epoxidharz beschichtet, um eine vollständige thermische Baugruppe zu erreichen.Die Verbindung der oberen und unteren Lamellen erhöht die mechanische Stabilität und macht den Kühlkörper langlebiger.Zipper-Lamellenstapel bieten ein hohes Maß an Designflexibilität und können in hochintegrierten Lösungen mit einer Reihe von Technologien eingesetzt werden, von eingebetteten und Transport-Wärmerohren und Dampfkammern bis hin zu Lüftern und großen Systemen.

Vorteil:

A.Hohe thermische Leistung

B.Ideal für erzwungene Konvektion

C.Einfache Integration und hohe Designflexibilität

D.Formenkosten reduzieren

e.geringeres Gewicht

F.Kann zur Verbesserung der Wärmerohreffizienz verwendet werden

G.Verbessern Sie die mechanische Integrität

Mangel:

Einige Einschränkungen aufgrund der Anforderungen an den geringen Wärmewiderstand

6.Faltbare Flossen

Gefaltete Flossen werden hergestellt, indem Metallbleche einem Faltprozess unterzogen werden, um eine Vielzahl geometrischer Formen mit größerer Oberfläche zu erzeugen.Obwohl diese Rippen in einer Reihe von Technologien verwendet werden können, einschließlich Flüssigkeitskühlplatten;Sie werden oft auf eine Basis geklebt oder gelötet, um einen Kühlkörper zu bilden.

Vorteil:

A.Erhöhte Oberfläche und Flosseneffizienz

B.Hohe Wärmestromdichte

C.Weitere Materialoptionen

D.Leicht

Mangel:

A.Am besten ist es, wenn die Luft direkt zum Kühler geleitet wird

B.Es können höhere Kosten entstehen

7. Kühlkörper aus Druckguss

Der Kühlkörper aus Druckguss ist eine einteilige Struktur.Sie sind in erster Linie für die Großserienfertigung bei Anwendungen gedacht, bei denen es auf das Gewicht ankommt, eine hervorragende Oberflächenqualität erforderlich ist oder hochkomplexe Geometrien vorliegen.Diese Lösungen werden durch das Gießen einer wärmeleitenden Legierung in eine nahezu endkonturnahe, kundenspezifische Form und anschließende leichte Bearbeitung und Endbearbeitung erreicht, um das Endprodukt zu erhalten.

Vorteil:

A.Ideal für großvolumige Hochleistungsanwendungen

B.Geeignet für komplexe Geometrien

C.Geringer oder kein thermischer Widerstand

Mangel:

Hohe anfängliche einmalige Formkosten

Für diversifizierte Kühlkörper, Winshare Thermal Energy verfügt über professionelle Anpassungsfähigkeiten und diversifizierte Anwendungsmärkte und kann Kühlprodukte für verschiedene Systeme für Kunden anpassen.In der Zwischenzeit werden wir bei der Gestaltung des Kühlers viele Faktoren berücksichtigen und das Design des Kühlers weiter optimieren und verbessern.Wenn Sie weitere Fragen zu Kühlkörpern haben oder eine für Ihr Unternehmen geeignete Kühllösung benötigen, hinterlassen Sie gerne einen Kommentar oder kontaktieren Sie Winshare per E-Mail.