Quais eletrônicos têm dissipadores de calor?
Feb 25, 2023|
A dissipação de calor de componentes eletrônicos é um dos problemas fundamentais enfrentados por projetistas e instaladores de uma ampla variedade de equipamentos industriais e de consumo. Quer o problema diga respeito aos conversores de potência, que estão presentes em quase todos os dispositivos, quer aos processadores, microcontroladores, etc., o desenvolvimento dos dissipadores de calor, o elemento mais simples mas crucial responsável pela regulação térmica dos componentes eletrónicos, depende da evolução tecnológica. Mais comumente, ele atua como um trocador de calor, aumentando a área de superfície radiante e, assim, dissipando o calor para o ambiente com mais eficiência.
Dissipadores de calor são feitos de uma variedade de materiais, mas os mais comumente usados são bons condutores térmicos, como cobre ou alumínio, que também têm a vantagem de serem leves para não aumentar significativamente o peso do produto final, que é especialmente verdadeiro em aplicações móveis importantes. Também pode ser facilmente usinado. Isso significa que, no caso de aplicações fora do padrão, podemos adquirir um dissipador de calor genérico e facilmente ajustar seu tamanho para atender às necessidades de um projeto específico. No entanto, em muitos casos, essa usinagem mecânica (ou mesmo manual) é limitada a rosquear os orifícios com a rosca adequada para montar/fixar o dissipador de calor no lugar.
O que é dissipação de calor de dissipadores de calor eletrônicos?
Um grande desafio no projeto de eletrônicos é o gerenciamento térmico. O calor gerado acumula-se no interior da caixa e pode danificar os componentes eletrónicos. Esse superaquecimento não apenas reduz a expectativa de vida, mas também pode levar à falha do produto. Isso é adequado para pequenos dispositivos portáteis, controladores ou equipamentos externos mais pesados. O comportamento térmico de tais componentes sempre requer atenção especial do projetista e não pode ser ignorado.
Como projetar dissipadores de calor eletrônicos?
Os elementos de design comuns destinados a melhorar as capacidades de transferência de calor da eletrônica por condução incluem:
Material de Interface Térmica (TIM)
Esses materiais são usados como materiais de enchimento no espaço entre a fonte de calor e o dissipador de calor. Eles normalmente têm alta condutividade térmica, ajudando a gerenciar com eficiência a transferência de calor em todo o sistema.
Dissipador de calor
Um dissipador de calor é uma peça de metal em contato com uma fonte de calor que remove o calor principalmente por condução, às vezes por convecção ou radiação. Alumínio ou cobre é geralmente usado como material do dissipador de calor porque a condutividade térmica desses metais é alta e é diretamente proporcional à eficiência da dissipação de calor. Como a transferência de calor ocorre através da superfície, os dissipadores de calor são especialmente projetados em vários formatos para garantir uma grande área de superfície.
tubo de calor
Os tubos de calor são tubos selados de cobre ou alumínio ou tubos que contêm fluido. O líquido absorve o calor da superfície quente, ferve e entra no estado de vapor.
Módulo Termoelétrico
Módulos termoelétricos são dispositivos que utilizam o efeito Peltier para aquecer ou resfriar componentes dependendo da aplicação de corrente elétrica no dispositivo. Estes são sempre usados com um dissipador de calor, caso contrário, o dispositivo pode superaquecer e falhar.
Graxa Térmica Ou Adesivo
Adesivos ou graxas termicamente condutivas são outra tecnologia exclusiva de transferência de calor. Uma das principais vantagens é que eles unem componentes que não podem ser unidos mecanicamente.
Obviamente, os designers têm muitas opções. No entanto, não é fácil determinar a combinação certa de componentes para garantir um resfriamento confiável e eficiente, mantendo o produto o mais compacto possível. É aqui que as simulações podem fornecer informações valiosas.
Simulação Térmica
Um dos melhores métodos que um projetista pode usar para superar esse problema é executar simulações térmicas no gabinete eletrônico antes de fabricar o produto real. Essas simulações podem ajudar a encontrar respostas para muitas perguntas importantes: Qual é a eficiência do sistema de resfriamento? Quais possíveis mudanças de projeto precisam ser implementadas? Como o material escolhido afeta o comportamento da transferência de calor? Existem muitos mais, dependendo da natureza do seu produto.
A necessidade de criar dispositivos eletrônicos mais seguros e compactos está desafiando engenheiros em todo o mundo a criar designs extraordinários. No processo de design tradicional, a única maneira de garantir a durabilidade de um novo produto eletrônico é realizar inúmeras iterações de design até que todos os critérios sejam atendidos. Isso significa muitos protótipos físicos e um processo de teste físico demorado e caro.
Além do número de iterações de projeto, o estágio no qual uma mudança de projeto precisa ser implementada é igualmente importante; quanto mais cedo no processo, mais econômico é implementar a mudança de projeto. Mais tarde nesta fase, o escopo de possíveis alterações de projeto diminui drasticamente e apenas pequenas modificações incrementais de projeto são possíveis.