Optymalizacja wydajności radiatora LED Pin fin
W ostatnich latach funkcja najnowocześniejszych układów FPGA szybko rozwinęła się do niespotykanego dotychczas poziomu. Niestety szybki rozwój funkcji spowodował również wzrost zapotrzebowania na odprowadzanie ciepła. Dlatego projektanci potrzebują bardziej wydajnych radiatorów, aby zapewnić wystarczające zapotrzebowanie na chłodzenie układów scalonych.
Aby spełnić powyższe wymagania, dostawcy systemów zarządzania ciepłem wprowadzili na rynek szereg wysokowydajnych konstrukcji radiatorów, które mogą zapewnić silniejszy efekt chłodzenia przy danej wydajności. Grzejnik żeberkowy w kształcie rogu to jedna z ważniejszych technologii wprowadzonych w ostatnich latach. Ten radiator został pierwotnie zaprojektowany do chłodzenia FPGA, a niektóre jego cechy sprawiają, że szczególnie nadaje się do zwykłego środowiska FPGA.
Radiator żeberkowy w kształcie rogów jest wyposażony w szereg cylindrycznych kołków. Jak pokazano na poniższym rysunku, kołki te są ułożone na zewnątrz jako żebra radiatora. Ze względu na swoją unikalną strukturę fizyczną, radiator z żebrami w kształcie rogów jest zoptymalizowany zgodnie ze środowiskiem przepływu powietrza o średniej i niskiej prędkości, co może osiągnąć niespotykany dotąd efekt chłodzenia w tym środowisku.
Niski opór cieplny radiatora z żebrami kołkowymi wynika głównie z następujących cech: cylindryczny kołek, dookólna struktura układu kołkowego i jego duża powierzchnia, a także wysoka przewodność cieplna podstawy i kołka, co przyczynia się do poprawy wydajności cieplnej zlew. W porównaniu z żebrami kwadratowymi lub prostokątnymi, opór cylindrycznych kołków na przepływ powietrza jest niski, a dookólna struktura układu kołków pomaga otaczającemu powietrzu przepływać do i z układu kołkówwygodnie.
Aby osiągnąć znaczący efekt chłodzenia, radiator musi mieć odpowiednią powierzchnię. W przeciwnym razie, jeśli powierzchnia jest zbyt mała, radiator nie może emitować wystarczającej ilości ciepła. Utrudni to jednak przepływ powietrza i zmniejszy wydajność cieplną. Jest to nieodłączna sprzeczność, z którą muszą się zmierzyć inżynierowie zajmujący się termiką, projektując radiator z pionowymi stykami.
Wyginając szpilkę na zewnątrz, szpilka rogowa skutecznie pokonuje sprzeczność między polem powierzchni a gęstością szpilki. Ta metoda znacznie zwiększa odstępy między pinami pod daną powierzchnią. W związku z tym przepływ otaczającego powietrza może łatwiej wchodzić i wychodzić z układu pinów. Powierzchnia radiatora jest wystawiona na działanie powietrza o szybszym przepływie, a rozpraszanie ciepła jest znacznie zwiększone. Ta poprawa jest szczególnie widoczna, gdy prędkość przepływu powietrza jest niska, ponieważ im mniejsza prędkość przepływu powietrza, tym trudniejsze jest dostanie się otaczającego powietrza do układu styków radiatora. Dlatego radiator z kołkiem klaksonu jest najbardziej odpowiedni w środowisku o niskiej prędkości przepływu powietrza.
