Jak poprawić wydajność cieplną radiatora z żebrami LED
W ostatnich latach funkcja najnowocześniejszych FPGA rozwinęła się szybko do niespotykanej dotąd wysokości. Niestety szybki rozwój funkcji zwiększył również zapotrzebowanie 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 żebrowy 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 z żeberkami w kształcie rogów jest wyposażony w szereg cylindrycznych kołków. Jak pokazano na poniższym rysunku, te kołki są rozmieszczone na zewnątrz jako żeberka radiatora. Ze względu na swoją unikalną strukturę fizyczną, radiator w kształcie rożka jest zoptymalizowany pod kątem środowiska przepływu powietrza o średniej i niskiej prędkości, co może osiągnąć niespotykany efekt chłodzenia w tym środowisku.
Niski opór cieplny radiatora typu pin fin wynika głównie z następujących cech: cylindryczny pin, dookólna struktura układu pinów i jego duża powierzchnia, a także wysoka przewodność cieplna podstawy i pinu, które pomagają poprawić wydajność cieplną zlew. W porównaniu z żebrami kwadratowymi lub prostokątnymi, opór cylindrycznych pinów na przepływ powietrza jest niski, a wielokierunkowa struktura układu pinów pomaga w wygodnym przepływie otaczającego powietrza do i z układu pinów.
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 inżynierowie termiczni muszą się zmierzyć podczas projektowania pionowego radiatora.
Wyginając sworzeń na zewnątrz, sworzeń tubowy skutecznie pokonuje sprzeczność między polem powierzchni a gęstością sworznia. Ta metoda znacznie zwiększa rozstaw pinów pod danym obszarem. Dlatego otaczający strumień 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 trudniej otaczającemu powietrzu dostać się do układu pinów radiatora. Dlatego radiator z pinem klaksonu jest najbardziej odpowiedni w środowisku o niskiej prędkości przepływu powietrza.
