방열판 설계 최적화:원리 및 4가지 실용적인 팁

고성능 전자 제품에 대한 수요 증가로 인해 빠른 마이크로프로세서와 높은 트랜지스터 밀도를 갖춘 고급 전자 제품이 생산되고 있습니다. 이러한 전자 부품의 이러한 기술적 수정으로 인해 작동 중 열 부하가 증가했습니다. 따라서 올바른 방열판 설계를 특징으로 하는 열 관리 시스템은 전자 제품의 최적 성능을 보장하는 데 이상적입니다.

전자 장치의 시스템 고장을 방지하고 효율적인 방열을 보장하기 위해 방열판은 전자 장치에 냉각 효과를 제공하는 데 이상적입니다. 따라서이 기사에서는 방열판이 어떻게 작동합니까? 또한 방열판의 중요성, 방열판 설계의 기본 사항, 최적의 전자 제품 성능을 위해 방열판 설계를 최적화하는 방법을 살펴봅니다. 바로 들어가 보겠습니다.

방열판 설계 기본 사항

방열판은 보조 냉각을 제공하여 전자 부품의 과열을 방지하기 위해 전자 장치에 사용되는 기계 부품입니다. 전기 부품(일반적으로 전력 트랜지스터)에서 주변 환경으로 열을 발산합니다. 이 환경은 가장 일반적으로 공기 또는 액체 냉각제와 같은 더 낮은 온도의 유체 매체입니다.

방열판은 일반적으로 트랜지스터 또는 프로세서에 있습니다. 제조업체는 전자 장치에서 에너지를 발산하기 위해 내장 팬을 장착합니다. 그러나 모든 방열판에 팬이 연결되어 있는 것은 아닙니다. 팬 부착물이 있는 것을 "능동 방열판"이라고 하고 방열판이 없는 것을 "수동 방열판"이라고 합니다.

방열판 사용의 중요성

방열판은 전자 부품의 과열을 방지하는 기능으로 인해 대부분의 전자 제품에서 중요합니다. 따라서 장치는 지정된 온도에서 작동할 수 있습니다. 방열판이 중요한 다른 이유는 다음과 같습니다.

• 열 에너지 유지 관리

방열판은 전자 회로 요소에서 주변으로 열을 전달하여 전자 장치의 제어된 열 에너지를 유지합니다.

• 전자적 신뢰성 향상

방열판은 그 기능으로 부품의 고장을 방지하여 전자기기의 신뢰성을 높여줍니다.

• 또한 열을 제공합니다.

방열판은 전기 회로 내에서 온도가 떨어지는 경우 열을 제공합니다.

이러한 중요성을 바탕으로 방열판은 이제 많은 전자 장치의 필수 구성 요소입니다. 예를 들어, 컴퓨터의 중앙 처리 장치의 일부입니다.

응용 프로그램

방열판은 특히 전자 장치에서 광범위한 응용 분야를 가지고 있습니다. 그 이유는 이러한 장치가 작동 중에 많은 양의 열을 발생시키고 온도를 조절할 수 없기 때문입니다. 이 생성된 열은 전자 장치 내의 반도체 성능에 영향을 줄 수 있습니다. 따라서 구성 요소의 고장 및 궁극적으로 장치의 손상을 초래합니다.

모든 전자 장치의 열 성능을 분석하는 것은 과제입니다. 따라서 방열판 설계는 다이오드, 전압 조정기, 트랜지스터 및 집적 회로와 같은 전기 구성 요소에서 주변으로 열을 발산하여 이러한 장치에 추가 냉각을 제공하는 것입니다.

방열판 설계의 요소 및 팁

방열판에 의한 효과적인 열 에너지 소산은 설계에 크게 좌우됩니다. 패시브 열 교환기로서 방열판 설계는 주변 환경으로 쉽게 열을 전달할 수 있어야 합니다. 이 열 전달 과정은 일반적으로 전도, 대류 또는 복사에 의한 것입니다. 때로는 이 세 가지 열 전달 방법의 조합입니다. 효율적인 방열판 구성을 위해서는 많은 요소를 고려해야 합니다. 아래는 방열판을 만드는 방법을 배우기 전에 포함해야 하는 설득력 있는 요소에 대한 설명입니다.

내열성

열 저항은 반도체와 주변 사이의 열 흐름에 대한 저항을 나타냅니다. 환경은 주변 공기 또는 냉각수 유체일 수 있습니다.

장치의 열 저항을 결정하는 것은 방열판을 선택하는 데 중요합니다. 방열 경로는 상당한 열저항을 가져야 하기 때문이다. 이것은 차례로 열 전달이 얼마나 빨리 일어나는지를 결정할 것입니다. 열 저항은 온도의 감소 여부를 보여주기 때문에 방열판의 효율성을 보장합니다.

열 설계에 사용되는 재료

· 방열판 재질

대부분의 방열판은 전도성이 높기 때문에 알루미늄 및 구리 합금으로 만들어집니다. 알루미늄은 가격이 저렴하고 연성으로 인해 방열판 제작용으로 설계하기 쉽기 때문에 이상적입니다. 다른 자료가 있습니다. 예를 들어, 구리는 높은 열전도율과 내부식성으로 인해 일반적으로 방열판 설계의 일부입니다. 그러나 알루미늄은 가장 지배적인 재료입니다. 이 조합은 더 효과적인 것으로 입증되었으며 방열판 구성을 위한 모듈에 사용할 수 있습니다.

· 인터페이스 자료

열 인터페이스 재료는 방열판 사이의 공간을 구성하는 재료입니다. 일반적으로 공기입니다. 그러나 일부 제조업체는 운모와 같은 다른 재료를 사용합니다. 열 인터페이스 재료는 전자 장치의 열 저항을 낮추고 열 에너지의 빠른 전달을 보장합니다.

장치에서 생성된 열은 구성 요소 열 생성의 합계입니다. 부품의 열 저항이 다양하기 때문에 효과적인 방열을 보장하기가 쉽지 않습니다. 전자 장치의 효과적인 열 흐름을 보장하려면 열 저항을 최소화하십시오. 이것은 열 인터페이스 재료를 통합함으로써 가능합니다.

지느러미의 모양 및 배열

장치에서 냉각제 매체로의 효율적인 열 소산은 핀 배열에 달려 있습니다. 방열판 설계에는 일반적으로 방열판 구성 중에 납땜된 핀이 있습니다. 이러한 핀 방향은 공기가 방열판을 통과할 수 있는 표면적을 제공하기 위한 것입니다. 따라서 냉각 과정에서 매우 중요합니다.

따라서 방열판 핀의 효율은 핀의 모양에 따라 달라지며 전자 장치의 효과적인 열 대류를 보장하고 차례로 장치와 방열판의 냉각을 보장하기 위해 이를 고려해야 합니다.

방열판 부착 방법

적절한 부착 방법을 선택하면 방열판의 효율성이 향상됩니다. 이 선택 과정은 가장 적합한 부착 방법을 결정하기 전에 장치의 열 및 기계적 요구 사항을 고려해야 합니다.

방열판을 전자 장치에 부착하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 일반적인 방법은 다음과 같습니다.

– 열 테이프.

– 와이어 클립

– 플라스틱 클립.

– 푸시 핀.

– 스프링 장착 나사.

방열판 설계 열저항 계산기

방열판을 설계하려면 열 저항과 관련된 몇 가지 계산도 이해해야 합니다. 아래 방정식은 열저항(R_h)을 계산하는 데 사용됩니다. )

R_시간 =(T_j -T_mb /P) – (R_th-jc ) – R_{인터페이스}

T_j :0C에서 장치의 최대 접합 온도.

R_th-jc :접합부와 케이스 열 저항

T_앰브 :0C의 주변 공기 온도.

P:열원에서 발산되는 열

R_{인터페이스} :열 인터페이스 재료 저항

R_{인터페이스} =(t_int /L_s x W_s x k_{인터페이스} )

t_{인터페이스} :열 인터페이스 재료 두께

k_{인터페이스} :계면 재료의 열전도율

L_s :열원의 길이

W_s :열원의 너비

계산을 아는 것은 위의 내용을 이해하는 것과 함께 나옵니다. 따라서 반도체의 최고 작동 온도보다 높은 열 저항을 얻기 위해 방열판 설계에 이러한 매개변수를 쉽게 통합할 수 있습니다. 또한 방정식에서 가장 낮은 열원 온도를 갖도록 방열판의 최적 치수를 계산할 수 있습니다.

결론

방열판은 효과적인 성능을 보장하도록 방열판 설계가 신중하게 구성되어 있다는 점에서 매우 중요합니다. 따라서 많은 사항을 고려해야 합니다. 이 기사에서는 방열판 설계에 도움이 될 수 있는 이러한 요소에 대해 설명합니다. 또한 방열판의 작동 방식과 디자인 가이드에 포함할 팁과 같은 질문에 대한 답변도 제공합니다.

이 지식을 바탕으로 더 나은 성능을 위해 방열판 설계를 최적화할 수 있습니다. 저렴한 가격으로 최고의 방열판 디자인을 원하십니까? 그런 다음 우리 서비스를 활용해야 합니다. 제조 조언은 지원팀에 문의하십시오. 이미 CAD 파일이 있는 경우 지금 업로드하여 설계에 대한 즉각적인 견적을 받으세요.

FAQ

프로젝트에 몇 개의 방열판이 필요합니까?

방열판의 사용은 무작위로 결정되어서는 안 됩니다. 모든 프로젝트는 고유하므로 사용되는 방열판의 양은 프로젝트 크기에 따라 크게 달라집니다. 또한 위에 나열된 방열판 설계 요소를 고려하십시오.

방열판 생산을 위한 대체 재료가 있습니까?

방열판 생산에 구리-알루미늄 합금을 사용하는 것 외에도 탄소 유래 재료와 결합된 알루미늄 사용에 획기적인 발전이 있었습니다. 이러한 탄소 유래 소재는 구리보다 열전도율이 높으며 연성인 알루미늄과의 융합으로 완벽한 대안이 됩니다. 천연 흑연 복합 재료도 사용되었습니다. 그러나 기존의 알루미늄 및 구리 방열판은 다른 제품보다 성능이 우수한 것으로 입증되었습니다.