Dissipateur de chaleur :informations détaillées sur les dissipateurs de chaleur

La forme la plus populaire de gestion de la chaleur dans les machines et la technologie modernes utilise un dissipateur de chaleur. Les dissipateurs thermiques se sont avérés être des équipements électroniques abordables mais très efficaces. Cependant, malgré leurs fonctions impressionnantes, la plupart des ingénieurs ont tendance à négliger l'utilisation de ce composant pour éviter la dissipation de puissance.

Cet article explique comment fonctionne le dissipateur thermique et présente les deux types de dissipateurs thermiques.

Qu'est-ce qu'un dissipateur de chaleur ?

Un dissipateur thermique est un composant électronique qui empêche les composants d'une carte de circuit imprimé de frire en raison d'une capacité thermique accrue. Il est constitué de plaques froides à partir de matériaux à bonne conductivité thermique.

Généralement, ses composants augmentent et éloignent le flux de chaleur d'un appareil chaud en élargissant sa zone de travail. Ensuite, il dilate le fluide qui se déplace à travers la zone élargie, augmentant le taux de dissipation de la chaleur.

(un dissipateur thermique d'ordinateur)

Comment fonctionne le dissipateur thermique ?

Un dissipateur thermique double face fonctionne en évacuant la chaleur d'un composant important du composé dissipateur thermique. Notamment, selon les configurations du dissipateur thermique, son fonctionnement comporte quatre étapes de base.

• Lorsque la source génère de la chaleur

Une source, dans ce cas, est un système électronique qui génère de la chaleur. Par conséquent, cette chaleur doit laisser le système fonctionner efficacement. Utilisez donc un dissipateur de chaleur et une pâte thermique pour améliorer l'efficacité du transfert de chaleur. Un dissipateur de chaleur déplace la chaleur d'une zone concentrée vers le dissipateur thermique.

(un échangeur de dissipateur de chaleur passif.)

• Lorsque vous devez éloigner la chaleur des sources de chaleur

Principalement, pour effectuer ce processus, utilisez des caloducs. Cependant, en contact direct avec des composants électriques qui génèrent de la chaleur, assurez-vous de connecter un radiateur ou un dissipateur de chaleur.

La chaleur créée par ces composants électriques finit par se déplacer dans ou autour du composé thermique. Après cela, le dissipateur thermique dirigera la chaleur plus loin de la source de chaleur par conduction naturelle.

Cependant, le processus de conduction naturelle ne peut être efficace que si les matériaux du dissipateur thermique sont bons conducteurs thermiques. Ainsi, l'aluminium et le cuivre sont largement utilisés pour améliorer les performances du dissipateur thermique.

(appliquer de la pâte thermique sur le dissipateur thermique)

Lorsque la chaleur se répand partout, la chaleur se dissipe

Par conduction naturelle, la chaleur générée se déplace naturellement à travers un gradient de température. Par conséquent, cette chaleur quitte une zone avec des températures élevées vers des températures plus basses.

• Lorsque la chaleur s'éloigne du dissipateur thermique

Notamment, cette étape dépend du fluide présent et du gradient de température du dissipateur thermique. Par exemple, lorsque le fluide traverse la surface, il utilise la convection et la diffusion thermique. En conséquence, ces deux processus aident à évacuer la chaleur vers un environnement ambiant. Ensuite, le gradient de température aidera à éloigner la chaleur de la surface.

À tout moment, la température de l'air ambiant doit être inférieure à celle du dissipateur thermique. Sinon, aucune convection ou gradient thermique n'aura lieu. Cette étape utilise la surface. Par conséquent, une surface plus large crée de la convection et de la diffusion thermique.

(un gros plan d'un circuit imprimé surimprimé avec un dissipateur thermique en aluminium)

Type de dissipateur thermique

• Dissipateurs thermiques passifs

Ces appareils dépendent fortement de la convection naturelle. Cependant, la convection naturelle ne se produira que s'il y a un flux d'air actif dans le système. Le dissipateur thermique n'a pas besoin de systèmes de contrôle ou de système d'alimentation externe pour chasser l'air chaud.

Habituellement, les périphériques du système n'ont pas toujours un flux d'air. Ainsi, ce dissipateur thermique a des performances thermiques inférieures à celles d'un dissipateur thermique actif, en particulier lorsque l'appareil a une chaleur excessive qui doit être chassée mais manque de flux d'air.

• Dissipateur thermique actif

Ce dissipateur thermique utilise des conditions de refroidissement externes pour augmenter le débit de fluide sur la surface chaude des systèmes électroniques. Par exemple, lorsqu'un ventilateur tourne, il envoie de l'air à travers un dissipateur thermique en mousse d'aluminium. Ainsi, forçant l'air non chauffé à voyager à travers la surface. Par conséquent, il augmente le gradient thermique, assurant un refroidissement efficace en permettant à plus de chaleur de quitter le système.

(un radiateur d'ordinateur en aluminium)

Quel est le dissipateur thermique le plus efficace ?

Un dissipateur thermique à ailettes planes en aluminium ou un substrat en aluminium est le plus couramment utilisé. L'aluminium a des caractéristiques qui en font le meilleur choix par rapport aux plaques de cuivre ou aux dissipateurs de chaleur en argent. Ces fonctionnalités incluent; malléabilité facile, prix abordable, résistance à la corrosion et à l'électricité, excellente conductivité thermique et électrique et poids réduit.

(dissipateurs de chaleur CPU en aluminium.)

Une brève introduction au substrat en aluminium.

Un substrat en aluminium est simplement un alliage d'aluminium. Bien que l'aluminium sans aucun revêtement présente une excellente résistance à la corrosion, les couches offrent parfois une protection supplémentaire dans des environnements thermiques sélectionnés. De plus, le revêtement de l'aluminium avec des matériaux avancés comme l'argent améliore sa conductivité thermique et son esthétique. Il est donc vital pour les systèmes électroniques à forte capacité calorifique.

(image montrant les dissipateurs de chaleur en aluminium et en cuivre.)

Comment utiliser un dissipateur thermique en aluminium

• Châssis de robot en aluminium

Un châssis de robot contient tous les composants électriques dont le robot a besoin. Par conséquent, tous ces composants doivent être aussi légers que possible. Notamment, une batterie qui alimente le robot et génère de la chaleur parmi les composants dans les détails de conception électrique. Par conséquent, pour atténuer la chaleur, vous avez besoin d'un dissipateur thermique.

• Framboise Pi

Un Raspberry Pi, dans des conditions normales, fonctionne bien grâce à la limitation logicielle qui maintient tout à des températures de fonctionnement sûres. Bien sûr, cela n'implique pas les performances du dissipateur thermique. Cependant, si vous overclockez ou intégrez un logiciel personnalisé, un dissipateur thermique de qualité est nécessaire pour le circuit électrique.

Habituellement, l'overclocking entraîne une perte de performances de l'appareil causée par la dissipation de la chaleur. Par conséquent, placer un dissipateur thermique au-dessus ou à proximité du composant électronique qui produit une chaleur excessive aide à réduire l'étranglement.

(gros plan d'un radiateur en cuivre)

Résumé

Un dissipateur possède d'excellentes caractéristiques qui en font un composant électronique facile à utiliser et fiable. Nous espérons que cet article a traité de tout ce que vous deviez savoir sur un dissipateur thermique.

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