Heatsinks

انتخاب (Heat sink)

به منظور انتخاب هیت سینک مناسب برای خنک کردن کاربردهای الکترونیکی،

درک تعاریف، کاربردها و مزایای انواع مختلف سینک های حرارتی برای مهندسان مفید است.

در اینجا چند دستورالعمل برای انواع سینک های حرارتی که معمولاً در ارتباط با لوله های حرارتی و اتاق های بخار استفاده می شوند،

آورده شده است. آنها بر اساس جریان هوا، مواد، استفاده از آب و فرآیند تولید متفاوت هستند.

هیت سینک فعال

مجموعه های هیت سینک که دارای یک دستگاه برقی مانند فن یا دمنده در مجاورت سطح مبدل حرارتی هستند، سینک های حرارتی فعال هستند.

اینها همچنین شامل نوع هایی هستند که به مایع پمپ شده برای حذف گرمای نهان از منبع گرما متکی هستند.

از آنجایی که هیت سینک های فعال به هوای اجباری برای عبور از ناحیه باله متکی هستند، کارآمدتر هستند – که به طراحی کوچکتر و سبک تر هیت سینک ترجمه می شود.

مواد برای کاربردهای خنک کننده الکترونیک تقریباً همیشه آلومینیوم یا مس است.

هیت سینک آلومینیومی

آلومینیوم سبک وزن و آسان برای ساخت و مقرون به صرفه است، و آن را به گزینه ای ایده آل برای اکثر سینک های حرارتی تبدیل می کند.

آلیاژهای 6061 و 6063 رایج ترین آلیاژها هستند در حالی که 1050 و 1100 خالص تر با رسانایی کمی بالاتر هستند.

توانایی آن در حرکت گرما، هدایت حرارتی، حدود نیمی از مس است.

این امر فاصله ای را که می توان گرما را می توان از منبع گرما در پایه یک هیت سینک جابجا کرد، هدایت کرد، محدود می کند.

هیت سینک مسی

با رسانایی حرارتی حدود 400 وات بر متر کلوین، زمانی که سینک های حرارتی نیاز به افزایش عملکرد دارند، از مس استفاده می شود.

آلیاژهای معمولی برای ورق مس CDA110 (391 w/mK) است.

عیب آن این است که مس 3 برابر سنگین تر و دو برابر هزینه آلومینیومی آن است. همچنین کمی کندتر از آلومینیوم کار می کند.

برخی از انواع هیت سینک‌ها، مانند باله‌های باند، می‌توانند از هر دو ماده ساخته شوند: یکی برای پایه و دیگری برای باله‌ها.

سینک های حرارتی بر اساس استفاده از آب طبقه بندی می شوند
هر چقدر هم که این مقوله دست و پا چلفتی به نظر برسد، واقعاً شامل مجموعه‌های فلزی جامد، حرارتی با استفاده از دستگاه‌های دو فاز و سینک‌های حرارتی مایع پمپ‌شده می‌شود.

هیت سینک فلزی جامد

هیت سینک های فلزی جامد شامل یک پایه است که گرما در آن جذب می شود و یک آرایه باله ای که گرما از آن به هوای اطراف پخش می شود. بسته به فرآیند تولید ، پایه و پره‌ها را می‌توان از فلزات مختلف – مس یا آلومینیوم برای خنک‌سازی الکترونیکی ساخت. به طور معمول، اینها کم هزینه ترین انواع هستند.

سینک حرارتی مایع پمپ شده
سینک های حرارتی با استفاده از مایع پمپ شده معمولاً به پیکربندی اشاره دارند که در آن پمپ و آرایه پره از منبع گرما دور هستند.

مایع به یک صفحه سرد که به منبع گرما متصل است پمپ می شود. سپس به آرایه فین برمی گردد تا خنک شود.

اگر چه برای از بین بردن گرما بسیار موثر است، اما کم اطمینان ترین روش خنک کننده الکترونیک است.

هیت سینک دو فاز

محفظه‌های بخار و لوله‌های حرارتی رایج‌ترین دستگاه‌های دو فاز هستند و می‌توانند برای افزایش عملکرد در مجموعه‌ها گنجانده شوند.

عملکرد کلی مجموعه هیت سینک به دلیل هدایت حرارتی بسیار بالای این دستگاه های دو فاز بهبود یافته است.

به طور معمول، لوله های حرارتی گرما را از منبع گرما به یک آرایه باله از راه دور منتقل می کنند در حالی که اتاق های بخار برای پخش گرما در پایه یک آرایه باله محلی استفاده می شوند.

این نوع ها تقریباً به اندازه نمونه های فلزی جامد قابل اعتماد هستند در حالی که هزینه کمی بیشتر دارند. سلزیا در این نوع  تخصص داشت.

هیت سینک بر اساس فرآیند تولید

متداول‌ترین روش‌های ساخت سینک‌های حرارتی که همراه با لوله‌های حرارتی یا محفظه‌های بخار استفاده می‌شوند عبارتند از: CNC ماشین‌کاری، آهنگری، دایکاست، باله زیپ، اکسترود شده، چسبانده شده