Что такое радиатор печатной платы?

Что такое радиатор печатной платы?

Радиатор печатной платы — это охлаждающее устройство, прикрепленное к печатным платам электронного оборудования и компьютеров.

Они используются для стабилизации работы схемы путем рассеивания тепла, выделяемого электронными и электрическими компонентами, установленными на печатных платах. Полупроводниковые компоненты в различных схемах, как правило, генерируют большое количество тепла, когда требуется большая мощность привода.

С развитием полупроводниковых процессов были реализованы крупномасштабные интегральные схемы в чрезвычайно малых размерах. В устройствах, которые реализуют такие сложные и продвинутые функции и производительность, количество выделяемого тепла также часто велико.

Чтобы уменьшить количество выделяемого тепла, на стороне полупроводниковых устройств предпринимаются различные усилия по снижению энергопотребления. Однако в большинстве случаев для поддержания стабильной работы при использовании в различных средах требуются радиаторы.

Применение радиаторов для печатных плат

Радиаторы для печатных плат — это охлаждающие устройства, которые в основном используются на электронном оборудовании и компьютерных печатных платах. Ниже приведены некоторые из их основных применений:

1. ЦП

ЦП — важный компонент, отвечающий за вычисления и управление компьютером. Высокопроизводительный ЦП выполняет множество вычислений и в результате выделяет много тепла. Перегрев может привести к снижению производительности или повреждению.

Радиаторы печатной платы крепятся к ЦП для поглощения тепла, вырабатываемого ЦП. Теплообмен с окружающим воздухом осуществляется через ребра радиатора. Это позволяет ЦП поддерживать надлежащую рабочую температуру и максимизировать производительность.

2. Графический процессор

Графический процессор отвечает за задачи, связанные с графикой, такие как обработка 3D-графики и декодирование видео. Графический процессор также часто генерирует много тепла во время ситуаций, требующих интенсивной графики, таких как игры с высоким разрешением и редактирование видео. Радиаторы печатной платы крепятся к ГП для обеспечения надлежащего охлаждения и поддержания высокой производительности.

3. Силовая электроника

Силовая электроника — это электронные компоненты, которые управляют или преобразуют мощность. Примерами являются инверторы и драйверы двигателей.

Эти компоненты обрабатывают высокую мощность и генерируют большое количество тепла. Радиаторы печатной платы прикреплены к этим компонентам для обеспечения эффективного охлаждения. В результате можно предотвратить повреждения из-за перегрева.

Принцип работы радиатора печатной платы

Принцип охлаждения радиаторов печатных плат заключается в эффективном отводе тепла, выделяемого на платах электронных устройств, с помощью процессов теплопроводности и теплового излучения.

1. Материал и форма

Радиаторы печатных плат используют алюминий, железо и медь в качестве материалов из-за их хорошей теплопроводности. Кроме того, для увеличения теплоотводящей способности радиаторов их часто проектируют с увеличенной площадью поверхности.

Одним из примеров такого устройства является увеличение площади поверхности радиатора путем размещения множества тонких пластин рядом друг с другом на поверхности радиатора с пространством между ними. Изделия со множеством стержнеобразных структур, прикрепленных к поверхности, являются еще одним способом увеличения площади поверхности. Кроме того, когда тепло должно эффективно рассеиваться, для снижения температуры окружающей среды может использоваться принудительное воздушное охлаждение.

2. Метод крепления

Существуют различные способы крепления радиатора к печатной плате, включая двусторонний скотч, штифты и зажимы. В некоторых случаях для крепления радиатора используется двусторонний теплопроводящий скотч.

В этом методе двухсторонняя клейкая лента с высокой теплопроводностью размещается между радиатором и нагревательным элементом. Этот метод часто используется для небольших и легких радиаторов. Другой метод заключается в фиксации радиатора и платы с помощью кнопок.

Радиатор удерживается на месте с помощью натяжения пружины. Другой метод заключается в креплении радиатора к плате с помощью ступенчатых винтов, что облегчает замену радиатора.

Метод Z-образного зажима использует два анкера на плате и Z-образный проволочный зажим для фиксации радиатора на месте. Он характеризуется простотой крепления и снятия.

Типы радиаторов печатных плат

Радиаторы печатных плат можно разделить на два типа в зависимости от метода охлаждения: естественное воздушное охлаждение и принудительное воздушное охлаждение.

1. Естественное воздушное охлаждение

Естественное воздушное охлаждение — это метод, который основан исключительно на отводе тепла от радиатора. Он более выгоден в открытом пространстве без корпуса.

2. Принудительное воздушное охлаждение

Принудительное воздушное охлаждение — это метод охлаждения, который использует вентилятор. Принудительное воздушное охлаждение более эффективно при наличии корпуса. Эта система контролирует скорость воздуха внутри корпуса размером отверстия воздуховода для рассеивания тепла.

При принудительном воздушном охлаждении слишком большой путь потока снижает скорость воздуха, а слишком маленький путь потока снижает воздушный поток. Для поддержания надлежащей скорости воздуха и объема воздуха минимальная площадь поперечного сечения пути потока должна быть равна или больше минимальной площади поперечного сечения вентилятора.