Az Önhöz hasonló olvasók támogatják a MUO-t. Amikor a webhelyünkön található linkek használatával vásárol, társult jutalékot kaphatunk.
A túlmelegedés problémás eszközei számára; éppen ezért a hőelvonás létfontosságú az elektronikus eszközök vagy hasonló hőforrások hőmérsékletének szabályozásához.
A hűtőbordákat elektronikus eszközökben használják a hőenergia környezetbe való elnyelésére és az eszközök hűtésére. De mi is pontosan a hűtőborda, és hogyan működik?
Hogyan keletkezik hő az elektronikus eszközökben és rendszerekben
A modern korban elektronikus rendszerek és kütyük vesznek körül bennünket. A mikroprocesszoros chiptől a mobilkommunikációs rendszerek alap adó-vevő állomásáig (BTS) az elektronikai termékek működéséhez elektromos áramra van szükség.
Míg ennek egy részét a készülék működtetésére használják fel, addig a többi része (a készülék hatásfokától függően) eloszlik, többnyire hő formájában.
Az eszközök miniatürizálása miatt azonban az elektronikus eszközök nem tudnak hőt felhalmozni, és ezt a hőenergiát a környezetbe kell elnyelni. Erre a célra gyakran használnak hűtőbordákat.
Mi az a hűtőborda?
A hűtőborda egy olyan alkatrész, amelyet egy forró elektronikus eszközön alkalmaznak, hogy a hővezetésen keresztül elnyelje a hőt, majd ezt az energiát konvekción és sugárzáson keresztül a környezetbe dobja. A hűtőborda általános felépítése a következő:
Az elektronikus eszközöket úgy tervezték meg, hogy minimális interfész és hővezető anyagok legyenek hőtermelő forrás és hűtőborda összekapcsolására szolgálnak, hogy a hő ne halmozódjon fel a belsejében eszköz. A hűtőbordákat úgy tervezték, hogy alacsony hőellenállású utat biztosítsanak a hőelvezető eszközökhöz.
Hűtőborda mechanizmus
A hűtőbordák hővezető anyagokból készülnek, leggyakrabban alumíniumból (hővezető képesség: 237 W/m K). Az alumínium olcsó fém, összehasonlítva más hővezető anyagokkal, mint az ezüst és az arany.
A viszonylag kisméretű elektronikus burkolat hőjét egy lapos fémlemez veszi fel vezetés útján. A lebonyolítást gyakran megkönnyíti az a termikus paszta az elektronikus eszköz külső burkolata és a hűtőborda között. Ez biztosítja a megfelelő fizikai érintkezést a magas hővezető pasztával.
A viszonylag kisebb elektronikus burkolat hőjének a nagyobb hűtőborda felületén kell elterjednie vezetés útján.
A hőenergia azonban terjedő hőellenállást szenved el, ha a hőforrás kisebb felülete fizikailag érintkezik a hűtőborda nagyobb felületével. Ezért fontos a szórási ellenállás szabályozása a hűtőborda alaplemezének megfelelő érintkezési vastagságának megválasztásával.
A minimális terjedési ellenállású hűtőborda biztosítja, hogy a hő szinte egyenletesen oszlik el az alaplemezen és a bordákon. Így a hűtőborda felülete hatékonyan kihasználható. A terjedési ellenállás kiszámítása azonban kívül esik ennek a cikknek a hatókörén.
A hűtőborda alaplemezének másik oldalán sok fém bordát használnak, amelyek nagyobb felületet biztosítanak a hő termikus konvekciójához. A bordákat nem helyezik túl közel egymáshoz, mivel ez akadályozhatja a folyadék, azaz a levegő azon képességét, hogy a legtöbb esetben szabadon áramoljon a bordák között a hő elvezetése érdekében.
Természetes vs. Kényszerhűtés
A hűtőborda alján egyenletesen eloszlatott hő a bordák által biztosított teljes felületet felhasználja, hogy hőt szórjon a környező levegőbe természetes vagy kényszerlevegő konvekció segítségével.
A természetes konvekció egy olyan folyamat, amelyben a környezeti levegő a hőenergiát a hűtőbordák bordáiról a folyadék természetes áramlásával, azaz külső forráson keresztül nem fejt ki nyomással elszállítja. Ebben a folyamatban a folyadékmolekulák áramlása vagy sebessége lassú.
A hőcsere kényszerített konvekciós módszerében egy ventilátort vagy ventilátort használnak a folyadék áramlási sebességének növelésére a hűtőborda bordáin. Vagy a DC vagy PWM ventilátor használható.
A megnövekedett légáramlás több hőt visz el a hűtőbordáról. A kényszerkonvekciót általában olyan esetekben alkalmazzák, amikor nagy hőteljesítményt kell eltávolítani, vagy kisebb hűtőbordát írnak elő a tervezésben.
A konvekció mellett a hűtőbordából származó hősugárzás is nagyon hasznos a hő eltávolításában a hűtőbordából. A hűtőbordákat általában feketére festik, ami növeli hősugárzási képességüket.
A hűtőbordák hűvösen és üzemben tartják készülékeit
A hűtőborda nélkülözhetetlen eszköz az elektronikus eszközök megbízható működéséhez. Nélkülük fejlett okostelefonjaink, nagy teljesítményű számítógépeink és még a LED-lámpáink sem működnek rendeltetésszerűen a túlmelegedés miatt.
