Designul aripioarelor în formă de corn poate îmbunătăți eficiența de disipare a căldurii a radiatorului cu aripioare

Designul aripioarelor în formă de corn poate îmbunătăți eficiența de disipare a căldurii a radiatorului cu aripioare.

În ultimii ani, funcțiile FPGA-urilor de ultimă oră s-au dezvoltat rapid la înălțimi fără precedent. Din păcate, dezvoltarea rapidă a funcțiilor a crescut și cererea de disipare a căldurii. Prin urmare, proiectanții au nevoie de radiatoare mai eficiente pentru a asigura cerințe suficiente de răcire pentru circuitele integrate.

Pentru a satisface nevoile de mai sus, furnizorii de management termic au introdus o varietate de soluții de proiectare a radiatorului de înaltă performanță care pot oferi un efect de răcire mai puternic la o anumită capacitate. Radiatorul cu aripioare în formă de corn este una dintre cele mai importante tehnologii introduse în ultimii ani. Acest tip de radiator a fost conceput inițial pentru răcirea FPGA, iar unele dintre caracteristicile sale îl fac deosebit de potrivit pentru mediile FPGA obișnuite.

O mai bună gestionare a răcirii și a fluxului de aer.

Radiatorul de căldură cu aripioare evazate este echipat cu o serie de știfturi cilindrice. După cum se arată în figura 1, acești știfturi servesc drept aripioare pentru radiatorul și sunt aranjați într-o formă înclinată spre exterior. Datorită structurii sale fizice unice, radiatorul cu aripioare în formă de corn este optimizat pentru medii cu flux de aer cu viteză mică și medie și poate obține un efect de răcire fără precedent în acest mediu. Materialul acestui tip de radiator poate fi cupru sau aluminiu, iar amprenta variază de la 0,54×0,54 inchi la 2,05×2,05 inci, iar înălțimea variază de la mai puțin de jumătate de inch până la puțin peste un inch. Această dimensiune poate îndeplini cerințele diferitelor dimensiuni de FPGA.

Radiatorul cu aripioare în formă de corn este o dezvoltare derivată a radiatorului tradițional, iar aripioarele tradiționale sunt dispuse vertical (vezi Figura 2). Pentru a înțelege caracteristicile de răcire ale radiatorului în formă de corn, ar trebui să înțelegem mai întâi proprietățile de răcire ale radiatorului tradițional. Performanța de răcire a radiatorului tradițional este, de asemenea, foarte bună, reflectată în principal în rezistența termică scăzută. Unitatea de rezistență termică este °C/W, care este folosită pentru a măsura numărul de grade Celsius (mai mare decât temperatura ambiantă) pe care dispozitivul le consumă pe watt de putere pentru a determina creșterea temperaturii.

Rezistența termică scăzută a radiatoarelor tradiționale cu pin-fin se datorează în principal următoarelor caracteristici: știfturi cilindrice, structura omnidirecțională a matricei de pin și suprafața sa mare și conductivitate termică ridicată a bazei și a știfturilor etc. Ajută la îmbunătățirea performanța radiatorului. În comparație cu aripioarele pătrate sau dreptunghiulare, știfturile cilindrice au o rezistență mai mică la fluxul de aer. Împreună cu structura omnidirecțională a matricei de pini, ajută fluxul de aer din jur să intre și să iasă cu ușurință din matricea de pini.

Pentru a obține un efect de răcire semnificativ, radiatorul trebuie să aibă o suprafață suficientă, altfel, dacă suprafața este prea mică, radiatorul nu poate disipa suficientă căldură. În același timp, dacă suprafața radiatorului este mai mare (cu cât conține mai mulți pini), cu atât este mai dificil pentru fluxul de aer din jur să pătrundă în matricea de pini. Din păcate, dacă radiatorul nu este pe deplin expus fluxului de aer din jur, indiferent cât de mare are suprafața sa, nu va putea disipa eficient căldura.

Măriți distanța dintre știfturi pentru a permite aerului să circule mai ușor. Viteza cu care aerul trece prin radiatorul ar trebui să fie apropiată de viteza cu care aerul intră în radiatorul.

Făcând aranjamentul pinului mai compact pentru a crește suprafața, performanța de răcire a radiatorului poate fi îmbunătățită. Cu toate acestea, acest lucru va împiedica fluxul de aer, reducând astfel performanța de disipare a căldurii. Aceasta este o contradicție inerentă cu care trebuie să se confrunte furnizorii atunci când proiectează radiatoare verticale.

Cu toate acestea, prin îndoirea știfturilor spre exterior, știfturile în formă de corn depășesc în mod eficient contradicția dintre suprafața și densitatea bolțului. Această metodă mărește foarte mult distanța dintre pini într-o zonă dată.

Prin urmare, fluxul de aer din jur poate intra și ieși din matricea de pini mai convenabil. Suprafața radiatorului este expusă aerului cu un debit mai rapid, iar capacitatea de disipare a căldurii este, de asemenea, mult crescută ca urmare. Această îmbunătățire este vizibilă mai ales atunci când viteza fluxului de aer este scăzută, deoarece cu cât viteza fluxului de aer este mai mică, cu atât este mai dificil pentru aerul din jur să pătrundă în matricea de pin radiator. Prin urmare, radiatorul în formă de corn este cel mai potrivit pentru mediile cu viteză scăzută a aerului.