Un disipador de calor es un intercambiador de calor pasivo que transfiere el calor generado por un dispositivo electrónico o mecánico a un medio fluido, a menudo aire o un refrigerante líquido, donde se disipa fuera del dispositivo, permitiendo así la regulación de la temperatura del dispositivo. En las computadoras, los disipadores de calor se utilizan para enfriar CPU, GPU y algunos conjuntos de chips y módulos de RAM. Los disipadores de calor se utilizan con otros dispositivos semiconductores de alta potencia, como transistores de potencia y dispositivos optoelectrónicos como láseres y diodos emisores de luz (LED), donde la capacidad de disipación de calor del componente en sí es insuficiente para moderar su temperatura.
Ventajas del disipador de calor
Disipación de calor eficiente
Una de las principales ventajas de un disipador de calor es su capacidad para disipar eficientemente el calor generado por los componentes electrónicos. Los disipadores de calor suelen estar hechos de materiales con alta conductividad térmica, como aluminio o cobre, que absorben y transfieren rápidamente el calor del dispositivo. Esto evita que los componentes alcancen altas temperaturas que podrían dañarlos.
Vida útil extendida del dispositivo
Al disipar eficazmente el calor, los disipadores de calor contribuyen a prolongar la vida útil de los dispositivos electrónicos. El calor excesivo puede provocar fallas en los componentes y reducir la confiabilidad general del dispositivo. Los disipadores de calor desempeñan un papel crucial a la hora de mantener temperaturas de funcionamiento óptimas, garantizar la longevidad del dispositivo y prevenir fallos prematuros.
Diseño compacto y ligero
Los disipadores de calor están diseñados para ser compactos y livianos, lo que los hace adecuados para diversos dispositivos electrónicos con espacio limitado. Su pequeño factor de forma permite una fácil integración en dispositivos sin agregar peso o volumen significativo. Esta ventaja es particularmente importante para dispositivos portátiles como computadoras portátiles y teléfonos inteligentes, donde las limitaciones de espacio y peso son críticas.
Versatilidad y compatibilidad
Los disipadores de calor son versátiles y compatibles con diversos dispositivos y componentes electrónicos. Se pueden personalizar y diseñar para adaptarse a dispositivos específicos, lo que garantiza una disipación de calor eficiente en diferentes aplicaciones. Esta versatilidad permite que los disipadores de calor se utilicen en una amplia gama de industrias, incluidas la automotriz, aeroespacial, de telecomunicaciones y más.
¿Por qué elegirnos?
Nuestra fábrica
Shenzhen Innolead Intelligent Co., Ltd es una empresa local en Shenzhen, China. Innolead se especializa en la subcontratación efectiva de la fabricación de productos metálicos y electrónicos para empresas de todo el mundo, garantizada con el certificado estándar ISO 9001:2015. Al establecer una gestión confiable de la cadena de suministro en el extranjero, Innolead ofrece a los clientes los productos más rápidos, de menor costo y de mejor calidad.
Certificado de empresa
Hemos recibido la certificación ISO 9001. Con grandes esfuerzos en los últimos meses, cada uno de nuestros departamentos ha pasado con éxito por una estricta inspección adoptada para ISO 9001. Siempre produciremos productos confiables para nuestros clientes, que es nuestra promesa y objetivo final.
Capacidad de I+D
Innolead cuenta con el respaldo de un sólido equipo de I+D, compuesto por profesionales creativos y motivados. Nuestro experimentado departamento de I+D proporciona nuevos diseños de productos mediante la manipulación de funciones científicas y de investigación para servir mejor a nuestros clientes y promover nuestros productos.
Servicios
Nuestros servicios incluyen la resolución creativa de problemas en todas las áreas, ya sea diseñando una nueva solución o implementando una solución existente, a menudo en un nuevo contexto.
¿Cuáles son los tipos de disipadores de calor?
Disipadores de calor pasivos
Los disipadores de calor pasivos dependen de la convección natural, lo que significa que la capacidad del aire caliente para flotar provoca el flujo de aire generado a través del disipador de calor y no requieren energía secundaria ni sistemas de control para eliminar el calor. Pero los disipadores de calor pasivos no son tan eficaces para eliminar el calor de un sistema como los disipadores de calor activos.
Disipadores de calor activos
Los disipadores de calor activos utilizan aire forzado--generalmente generado por un ventilador, soplador o incluso el movimiento de todo el objeto--para aumentar el flujo de fluido a través del área caliente.
Esto es como si el ventilador de su computadora personal se enciende después de que su computadora se calienta. El ventilador fuerza el aire a través del disipador de calor, lo que permite que más aire sin calentar se mueva a través de la superficie del disipador de calor. Esto aumenta el gradiente térmico total a través del disipador de calor, permitiendo que salga más calor.
Disipadores de calor híbridos
Los disipadores de calor híbridos combinan características de disipadores de calor pasivos y activos. Estas configuraciones son menos comunes y a menudo utilizan sistemas de control para enfriar el sistema según los requisitos de temperatura.
Cuando el sistema funciona a niveles más fríos, la fuente de aire forzado está inactiva y solo enfría el sistema de forma pasiva. Una vez que la fuente alcanza temperaturas más altas, el mecanismo de enfriamiento activo se activa para aumentar la capacidad de enfriamiento del disipador.
Los componentes clave de un disipador de calor
Base
La base de un disipador de calor suele ser un bloque plano o una lámina de material con excelente conductividad térmica. La base normalmente tiene un espesor de sección transversal constante, pero también se puede diseñar para que tenga un perfil de sección transversal que optimice la transferencia de calor para la geometría específica de la fuente de calor. Por lo general, la base se monta en la fuente de calor con accesorios de montaje y pasta térmica.
Aletas
Las aletas que sobresalen de la base del disipador de calor son responsables de la transferencia de calor al fluido circundante. Estas aletas están diseñadas para optimizar la superficie que el disipador de calor presenta al fluido. Cuanto mayor sea la superficie, más rápida será la tasa de transferencia de calor.
Las aletas pueden formar parte integral de la base o pueden unirse por separado utilizando diversas técnicas, por ejemplo, mediante un proceso de compresión. La forma y disposición de las aletas pueden mejorar drásticamente la tasa de transferencia de calor.
Tubos de calor
Un tubo de calor está diseñado para transferir calor a lo largo de su eje. Los tubos de calor se pueden incorporar dentro de disipadores y disipadores de calor estándar mediante ajuste a presión, soldadura y epoxi térmicamente conductor para mejorar su eficiencia de transferencia de calor. Funcionan transfiriendo calor a través de un mecanismo de cambio de fase que hace que el fluido se vaporice en la fuente de calor, luego viaja a lo largo del eje del tubo de calor hasta el punto donde se enfría y vuelve a convertirse en líquido mediante condensación.
Material de interfaz térmica
Los materiales de interfaz térmica, o pastas térmicas, se utilizan para mejorar significativamente la transferencia de calor entre la fuente de calor y la base del disipador de calor al llenar los huecos de aire entre la fuente de calor y el disipador de calor. El aire es un mal conductor del calor, por lo que llenar los espacios de aire con un material más conductor térmicamente mejora la eficiencia de enfriamiento de un disipador de calor. Las pastas térmicas pueden ser de base metálica, cerámica o silicona, siendo la pasta térmica de base metálica la más efectiva.
Hardware de montaje
Los disipadores de calor se pueden fijar de forma segura a sus fuentes de calor objetivo utilizando varios métodos de montaje diferentes. Para disipadores de calor más pequeños, se utiliza un adhesivo con alta conductividad térmica para pegar directamente el disipador de calor a una fuente de calor. Este método se utiliza normalmente en componentes de PCB más pequeños. Para disipadores de calor más grandes, se pueden usar tornillos normales o, alternativamente, se usan pasadores de empuje con resorte para optimizar la presión de contacto entre la fuente de calor y el disipador de calor.
Métodos de fabricación de disipadores de calor.
Rebajado:Se trata de cortar metal en rodajas. Es un método de fabricación común para producir aletas de placas para disipadores de calor. Con este método, puedes crear aletas más delgadas y muy juntas.
Los disipadores de calor tienen cierto nivel de rugosidad superficial, lo que aumenta la superficie total.
Fundición:Consiste en verter metal fundido en un molde. Luego, dejas que el metal fundido se solidifique antes de retirarlo del molde. Los disipadores de calor fundidos a presión tienen un alto nivel de complejidad. También tienen buenas propiedades mecánicas.
Extrusión:Es un método rápido, eficiente y rentable para fabricar disipadores de calor. Se trata de forzar palanquillas de metal calientes mediante una matriz de acero. Este es el método más común para fabricar disipadores de calor de aluminio. Los disipadores de calor de aluminio extruido suelen anodizarse antes de su uso.
Forja en frío:Este método se utiliza para fabricar material a una temperatura inferior a la temperatura de recristalización del material.
Dado que el aluminio tiene una resistencia mínima a la deformación y una alta plasticidad, este método es adecuado para producir disipadores de calor de aluminio.
La forja en frío se utiliza para fabricar disipadores de calor de alta precisión. Puede usarlo para producir disipadores de calor de pasador redondo y elíptico. Además, los disipadores de calor forjados tienen una excelente integridad de la microestructura.
Estampado:Se trata de perforar un molde de aluminio que se mueve bajo una prensa neumática con algunas herramientas específicas. Este método es adecuado para producciones a gran escala. También produce piezas con dimensiones relativamente pequeñas.
¿Cómo funciona un disipador de calor?
A partir de la definición de disipador o disipador de calor, podemos intentar entender que esta simple transferencia de calor desde la fuente al disipador ocurre en cuatro pasos básicos en cualquier tipo de disipador.
El calor es producido por la fuente.
Cualquier sistema que genere calor y requiera su eliminación para funcionar correctamente puede servir como fuente.
Esto incluye diversos procesos y máquinas utilizadas en industrias, electrónica, laboratorios químicos, paneles solares e incluso resistencias eléctricas en dispositivos conductores.
El calor irradia desde el origen.
Las aplicaciones que están en contacto directo con el disipador de calor utilizan la conducción natural para transferir calor desde la fuente al disipador de calor.
Este proceso se ve afectado inmediatamente por la conductividad térmica del material del disipador de calor.
Los materiales más utilizados en la construcción de fregaderos son aquellos con alta conductividad térmica, como el cobre y el aluminio.
La superficie del fregadero se calienta.
A medida que el calor se mueve a través del gradiente térmico desde una región de alta temperatura a una región de baja temperatura, naturalmente conducirá el calor desde la fuente a través del disipador.
Como resultado, los sumideros frecuentemente se calientan más cerca de la fuente y se enfrían más lejos.
La energía térmica sale del fregadero.
Este procedimiento depende del gradiente de temperatura del disipador de calor y del fluido de trabajo, que normalmente es aire o un líquido que no es conductor de electricidad.
El fluido de trabajo utiliza la convección térmica y la difusión térmica a medida que se mueve sobre la superficie del disipador caliente para transferir calor de la superficie al aire circundante.
Las aplicaciones de los disipadores de calor
Procesadores de computadora
Los procesadores de computadora (CPU) producen una gran cantidad de calor residual durante su funcionamiento. A menudo emplean disipadores de calor de cobre con un ventilador de refrigeración activo. Las CPU frías pueden funcionar de forma más eficaz.
Iluminación LED
Las luces LED no producen calor de la misma manera que lo hace una bombilla incandescente. Sin embargo, la electrónica utilizada para hacer funcionar un LED produce una gran cantidad de calor residual que debe ser transferido. Los LED pequeños suelen utilizar disipadores de calor pasivos.
Electrónica de potencia
Las fuentes de alimentación convierten la energía de CA en energía de CC para electrónica de consumo. Este proceso de conversión es ineficiente y produce calor residual que puede reducir la vida útil de la unidad de suministro de energía. Los disipadores de calor en la electrónica de potencia a veces emplean refrigeración híbrida y utilizan disipadores de calor de aluminio para reducir costos.
Industria automotriz
Además de los disipadores de calor utilizados en los circuitos de control de los vehículos, los disipadores de calor también se utilizan para mantener fríos los motores eléctricos durante el funcionamiento, así como para enfriar los cargadores a bordo de los vehículos eléctricos.
Industria aeroespacial
Los disipadores de calor se pueden encontrar en los circuitos de control utilizados en aplicaciones aeroespaciales. También se utilizan en naves espaciales para transferir calor al vacío del espacio. Sin embargo, estos disipadores de calor transfieren calor únicamente a través de radiación, ya que no hay fluido caloportador en el espacio.
Electrónica de Consumo
La electrónica de consumo hace un uso extensivo de disipadores de calor para mantener los dispositivos frescos y funcionando de manera eficiente. Los ejemplos típicos incluyen los disipadores de calor de las computadoras y los teléfonos móviles.
Cómo elegir el disipador de calor adecuado
Ley de Fourier de conducción del calor
En un nivel fundamental, la idea de un disipador de calor es bastante simple: al conectar un disipador de calor a un componente que genera una gran cantidad de energía térmica, efectivamente se aumenta el área de superficie de ese componente. Ese componente, que está a una temperatura más alta, transferirá energía térmica a su entorno de temperatura más baja.
Diseño de disipador de calor
El material más utilizado en los disipadores de calor es el aluminio. Esto se debe a que el aluminio ofrece buenas propiedades de conductividad térmica. Además, el tipo más común de disipador térmico de aluminio se fabrica mediante extrusión --, un proceso que obliga al aluminio a fluir a través de una matriz moldeada. Este suele ser un proceso de fabricación de bajo costo y ofrece cualidades de rendimiento adecuadas para la mayoría de las aplicaciones. Pero vale la pena señalar que el método de extrusión para fabricar disipadores de calor tiene sus límites, particularmente en lo que respecta al tamaño. Esto se debe principalmente al hecho de que existen límites en el ancho de extrusión. Cuando se requieren grandes disipadores de calor, por ejemplo para las turbinas de una central eléctrica, normalmente se fabrican mediante unión (se construyen múltiples componentes pieza por pieza y se conectan entre sí).
Disipador de calor de cobre
Otro material popular para los disipadores de calor es el cobre. El cobre tiene excelentes capacidades de conductividad térmica (alrededor de 400 W/m·K para el cobre puro, que es aproximadamente el doble que el aluminio). También es resistente a la corrosión. La desventaja es que es mucho más denso que el aluminio y, por lo tanto, más pesado, lo que lo convierte en una mala opción para aplicaciones sensibles al peso. También es mucho más caro que el aluminio.
Resistencia térmica del disipador de calor
La elección de un material para su disipador de calor depende en gran medida de un factor: -- resistencia térmica. La resistencia térmica es la capacidad del calor para fluir desde su componente hacia su entorno. Debe considerar la resistencia en todo el diseño. Por ejemplo, la resistencia del componente a su paquete, del paquete al material adhesivo, del material adhesivo al disipador de calor y del disipador de calor al aire. Cuando se suman todos estos números, obtendrá una resistencia térmica general y le ayudará a comprender qué material debe elegir y qué tamaño debe tener su disipador de calor. Puedes disminuir la resistencia térmica de muchas maneras -- cambiando materiales, aumentando o cambiando el diseño de las aletas, usando pasta térmica diseñada para la transferencia de calor en lugar de algo como cinta de doble cara, etc.
Disipador de calor activo versus disipador de calor pasivo
Otra consideración de diseño es si desea utilizar un disipador de calor activo o pasivo. Un disipador de calor pasivo simplemente se basa en la disipación de calor radiante y cualquier movimiento de aire natural para eliminar la energía térmica. Un disipador de calor activo emplea un componente adicional -- como un ventilador o una bomba -- para eliminar activamente la energía térmica y desplazarla. Como era de esperar, los disipadores de calor activos serán más efectivos que los disipadores de calor pasivos con características físicas similares.
Cómo mantener los disipadores de calor para extender su vida útil
En primer lugar, es necesario prestar atención al uso del disipador de calor y al entorno de almacenamiento. Si no va a utilizar un disipador de calor durante un tiempo, debe guardarlo de forma segura. Al elegir el lugar de almacenamiento, debemos prestar atención a cualquier material corrosivo como ácido o alcalino. Estos materiales podrían provocar corrosión en el disipador de calor en mayor medida y debemos evitar este tipo de exposición en la medida de lo posible.
En segundo lugar, es necesario garantizar la limpieza del disipador de calor. Después de haber estado usando un disipador de calor durante bastante tiempo, es posible que haya una gran cantidad de polvo y suciedad entre las aletas. Si no lo limpia a tiempo, el polvo se acumulará y es inevitable que afecte el rendimiento de enfriamiento general de este disipador de calor. Esta podría ser una amenaza que no se puede ignorar para los dispositivos que requieren refrigeración. Por lo tanto, es necesario realizar periódicamente una limpieza exhaustiva del disipador de calor.
Además, al realizar tratamientos anticorrosión relevantes, también es necesario considerar una pluralidad de cuestiones relacionadas. Por ejemplo, si no seguimos la norma regulada para llevar a cabo la selección de anticongelantes y el recubrimiento de la superficie, podríamos corroer el disipador de calor y ya no poder utilizarlo.
Preguntas frecuentes
P: ¿Cuál es el propósito de un disipador de calor?
P: ¿Qué es un disipador de calor en informática?
P: ¿Por qué no deberías quitar el disipador de calor?
P: ¿Se utiliza un disipador de calor para enfriar?
P: ¿Qué es mejor ventilador de refrigeración o disipador de calor?
P: ¿Cuál es la mejor forma para un disipador de calor?
P: ¿Cuáles son los criterios para el diseño del disipador de calor?
P: ¿Cuál es el proceso de extrusión del disipador de calor?
P: ¿Qué es la grasa en el disipador de calor?
P: ¿Cómo mantener un disipador de calor?
Como uno de los fabricantes y proveedores de disipadores de calor más profesionales de China, contamos con productos de calidad y precios competitivos. Tenga la seguridad de comprar un disipador de calor personalizado fabricado en China aquí en nuestra fábrica.
cable de video, Prototipos de fundición a muerte, Inspección de casting de die