Радыятар — адзін з найважнейшых кампанентаў, якія выкарыстоўваюцца для астуджэння электронных прылад. Калі крыніца цяпла не можа эфектыўна рассейваць цяпло за кошт уласнай цеплаправоднасці і патрабуе больш эфектыўнага астуджэння, выкарыстоўваецца радыятар для адводу цяпла ад крыніцы і яго рассейвання за кошт аптымізаванай цеплаправоднасці і канвекцыі.

Радыятары шырока выкарыстоўваюцца ў сілавой электроніцы, тэлекамунікацыйным абсталяванні, серверах, святлодыёдным асвятленні, аўтамабільнай электроніцы і прамысловых прыладах.

асноўная структура цеплаадвода

Тыповы радыятар у асноўным складаецца з дзвюх частак:

• база

• пакуль

Аснова звычайна ўяўляе сабой плоскую паверхню, якая непасрэдна кантактуе з крыніцай цяпла. Яе функцыя заключаецца ў перадачы цяпла ад гарачай кропкі і раўнамерным размеркаванні яго па рэбрах.

Рэбры прызначаны для павелічэння агульнай плошчы паверхні радыятара. Яны могуць вырабляцца ў шырокім дыяпазоне геаметрычных формаў і звычайна размяшчаюцца вертыкальна ад асновы для максімальнага рассейвання цяпла.

Асноўная мэта праектавання радыятара - максымізаваць плошчу паверхні, што дазваляе перадаваць больш цяпла навакольнаму паветру.

матэрыялы для цеплаадводу

за вельмі рэдкім выключэннем, радыятары вырабляюцца з цеплаправодных металаў, часцей за ўсё алюмінію або медзі.

алюміній

Алюміній - найбольш распаўсюджаны матэрыял для цеплаадводаў.

• цеплаправоднасць: 235 Вт/мк

• лёгкі

• эканамічна выгадны

• лёгка вырабляць

Гэтыя характарыстыкі робяць алюміній ідэальным для лёгкіх і эканамічных рашэнняў для радыятараў.

медзь

Медзь - яшчэ адзін папулярны матэрыял для радыятараў.

• цеплаправоднасць: ~400 Вт/мк

• больш высокая цеплаперадачная здольнасць

Нягледзячы на тое, што медзь цяжэйшая і даражэйшая, яна часта патрабуецца ў высокапрадукцыйных цеплавых прымяненнях.

натуральная канвекцыя супраць вымушанай канвекцыі

Радыятары звычайна падзяляюцца на дзве катэгорыі ў залежнасці ад умоў паветранага патоку.

натуральная канвекцыя (пасіўнае астуджэнне)

Пасіўныя радыятары абапіраюцца выключна на натуральны паток паветра для адводу цяпла.

яны прызначаны для таго, каб:

• максымізаваць плошчу паверхні

• дазваляюць паветру цыркуляваць натуральным чынам

• працуюць без дадатковых актыўных кампанентаў

Пасіўныя радыятары звычайна выкарыстоўваюцца ў маламагутных электронных прыладах.

прымусовая канвекцыя (актыўнае астуджэнне)

Актыўныя радыятары выкарыстоўваюць вентылятары або паветранадзімалкі для прапускання паветра праз рэбры.

Гэты прымусовы паток паветра стварае турбулентнасць, значна павялічваючы эфектыўнасць цеплаперадачы і астуджэння.

Рашэнні актыўнага астуджэння шырока выкарыстоўваюцца ў:

• серверы

• сілавая электроніка

• высокапрадукцыйныя вылічальныя сістэмы

распаўсюджаныя тыпы радыятараў

Для вытворчасці радыятараў выкарыстоўваецца некалькі вытворчых тэхналогій, кожная з якіх падыходзіць для розных цеплавых патрабаванняў і прымянення.

1. штампаваныя радыятары (на ўзроўні платы)

Штампаваныя радыятары вырабляюцца з ліставога металу з выкарыстаннем прагрэсіўных працэсаў штампоўкі. Кожны этап штампоўкі дадае элементы і дэталі па меры праходжання металу праз штамп.

Гэтыя радыятары звычайна прызначаны для пэўных тыпаў электронных корпусаў, каб забяспечыць аптымальную пасадку на друкаваныя платы.

яны могуць працаваць у пасіўным рэжыме або ўключаць вентылятар для павелічэння патоку паветра па ўсёй плаце.

перавагі

• ідэальна падыходзіць для прылад з нізкім энергаспажываннем (0–5 Вт)

• хуткая і простая зборка

• нізкі кошт вытворчасці

• маштабуецца для вытворчасці вялікіх аб'ёмаў

• даступна для многіх тыпаў пакетаў

недахопы

• не падыходзіць для прымянення магутнасцю больш за 5 Вт

• абмежаваны памер (звычайна менш за 50 мм)

• прызначаны для астуджэння толькі адной прылады

2. экструдаваныя алюмініевыя радыятары

Экструзія - адзін з самых папулярных і эканамічна выгадных метадаў вырабу цеплаадводаў.

Экструдаваныя радыятары адрозніваюцца па памеры ў залежнасці ад прымянення. Меншыя версіі выкарыстоўваюцца для астуджэння на ўзроўні платы, а большыя прызначаны для кіравання тэмпературай сярэдняй магутнасці.

Іх можна аптымізаваць як для пасіўнага, так і для актыўнага астуджэння ў залежнасці ад геаметрыі рэбраў і адлегласці паміж імі.

Экструдаваныя радыятары на ўзроўні платы звычайна выкарыстоўваюцца для такіх кампанентаў, як:

• bga

• ПЛІС

Працэс экструзіі пачынаецца з профільнай матрицы, якая вызначае структуру рэбраў, адлегласць паміж імі і памеры асновы. Затым нагрэты алюміній праштурхоўваецца праз матрицу, каб стварыць доўгі профіль, які пазней разразаецца на патрэбную даўжыню і далей апрацоўваецца.

перавагі

• ідэальна падыходзіць для прыкладанняў сярэдняй магутнасці

• рэнтабельная вытворчасць

• высокамаштабуемы для масавай вытворчасці

• лёгкая налада

• цэльнакампанентная канструкцыя з нізкім цеплавым супрацівам

недахопы

• не падыходзіць для прыкладанняў з вельмі высокай магутнасцю

• абмежаванні па памеры (прыблізна 23 цалі ў шырыню і 47 цаляў у даўжыню)

• вялікія профілі могуць мець абмежаванні па аздабленні

3. радыятары з скошанымі рэбрамі

Сківінг — гэта працэс апрацоўкі, пры якім рэбры фармуюцца непасрэдна з суцэльнага металічнага блока. Тонкія пласты выразаюцца ад асновы і складаюцца ўверх, каб стварыць рэбры.

Паколькі рэбры і аснова выраблены з аднаго кавалка матэрыялу, няма стыкаў або інтэрфейсаў, што зніжае цеплавое супраціўленне.

Гэты працэс таксама дазваляе атрымліваць вельмі тонкія рэбры і высокую шчыльнасць рэбраў, што значна павялічвае агульную плошчу паверхні.

У адрозненне ад экструзіі, сківінг не патрабуе спецыяльнага абсталявання, што зніжае выдаткі на яго выраб і дазваляе хутчэй ствараць прататыпы.

перавагі

• высокая эфектыўнасць астуджэння

• тонкія плаўнікі і высокая шчыльнасць плаўнікоў

• меншыя выдаткі на інструменты

• эканамічны для медных радыятараў

недахопы

• не ідэальна падыходзіць для надзвычай магутных прыкладанняў

• абмежаванні па памеры

• тонкія плаўнікі могуць быць больш далікатнымі

• менш падыходзіць для вельмі вялікіх аб'ёмаў вытворчасці

4. цеплаадводы з цеплаабменнымі і паянымі рэбрамі

цеплаадводы з цеплаабменнымі рэбрамі складаюцца з двух асноўных кампанентаў:

• аснова (экструдаваная або апрацаваная на станку)

• асобныя рэбры, прымацаваныя з дапамогай цеплаправоднага клею, эпаксіднай смалы або прыпою

Рэбры звычайна штампуюцца з тонкага ліставога металу, а аснова можа быць экструдаванай, адліванай пад ціскам або апрацаванай на станку.

Для паляпшэння прадукцыйнасці ў аснову можна інтэграваць дадатковыя цеплавыя тэхналогіі, такія як цеплавыя трубкі або паравыя камеры.

цеплаадводы з цеплаабменнымі рэбрамі забяспечваюць большую гнуткасць канструкцыі і дазваляюць усталяваць большую шчыльнасць рэбраў пры меншай плошчы.

перавагі

• кампактны дызайн для прымянення ў абмежаванай прасторы

• высокая цеплавая прадукцыйнасць

• падыходзіць для прымусовай канвекцыі

• шчыльная прастора паміж рэбрамі

• высокія суадносіны бакоў рэбраў

• гнуткая інтэграцыя дызайну

• меншыя выдаткі на інструменты

недахопы

• не падыходзіць для асяроддзяў з высокай вібрацыяй

• не падыходзіць, калі патрабаванае цеплавое супраціўленне ніжэй за 0,01°C/Вт

5. радыятары з маланкамі-пласцінамі

Плаўнікі на маланцы вырабляюцца з серыі асобна адштампаваных ліставых металічных плаўнікоў, якія складзены і злучаны разам.

гэтыя плаўнікі можна размясціць наступным чынам:

• закрытыя каналы для накіраванага паветранага патоку

• адкрытыя канфігурацыі для шматнакіраванага паветранага патоку

Рэбры звычайна мацуюцца да асновы радыятара або цеплавых трубак з дапамогай паяння, прыпою або эпаксіднай смалы.

Гэтая канструкцыя забяспечвае выдатную механічную стабільнасць і высокую гнуткасць для інтэграваных цеплавых рашэнняў.

перавагі

• высокая цеплавая прадукцыйнасць

• ідэальна падыходзіць для прымянення прымусовага паветранага патоку

• гнуткая інтэграцыя дызайну

• меншы кошт інструментаў

• лёгкі

• можа палепшыць эфектыўнасць цеплавых труб

• палепшаная механічная стабільнасць

недахопы

• некаторыя абмежаванні з-за надзвычай нізкіх патрабаванняў да цеплавога супраціву

6. радыятары са складзенымі рэбрамі

Складзеныя рэбры ствараюцца шляхам згінання тонкіх металічных лістоў у складаныя формы для павелічэння плошчы паверхні.

Гэтыя рэбры звычайна прылепленыя або прыпаяныя да асновы, каб утварыць канчатковы вузел радыятара. Тэхналогія складзеных рэбраў таксама можа выкарыстоўвацца ў рашэннях з вадкаснымі халоднымі пласцінамі.

перавагі

• павялічаная плошча паверхні

• высокая эфектыўнасць рэбраў

• сумяшчальны з некалькімі матэрыяламі

• лёгкая канструкцыя

недахопы

• найлепш працуе, калі паветраны паток падаецца непасрэдна праз рэбры

• больш высокія выдаткі на вытворчасць у некаторых выпадках

7. літыя пад ціскам радыятары

Літыя пад ціскам радыятары вырабляюцца ў выглядзе адзіных канструкцый з выкарыстаннем расплаўленага металу, які ўпырскваецца ў спецыяльныя формы.

Гэты метад вытворчасці ідэальна падыходзіць для масавай вытворчасці і дазваляе ствараць складаныя геаметрычныя формы, якіх было б цяжка дасягнуць іншымі працэсамі.

Пасля ліцця для атрымання канчатковага прадукту патрабуецца мінімальная апрацоўка і аздабленне.

перавагі

• ідэальна падыходзіць для вытворчасці вялікіх аб'ёмаў

• падыходзіць для складаных формаў

• нізкае або амаль нулявое цеплавое супраціўленне

недахопы

• высокія пачатковыя выдаткі на абсталяванне і прэс-формы