نحوه عملکرد هیت لوله و باله زیپ در خنک کننده لپ تاپ

در ماژول حرارتی لپ تاپ، سه عنصر کلیدی عبارتند از لوله حرارتی، فن کوک کننده و باله زیپ خنک کننده. علاوه بر این، عناصری برای بهبود سطح تماس و راندمان هدایت گرما بین آنها وجود دارد.

سطح تراشه هایی مانند CPU، GPU، حافظه ویدئویی و ماژول منبع تغذیه با لایه ای از هیت سینک مسی پوشانده شده است. به عنوان واسطه بین تراشه و لوله حرارتی، وظیفه اصلی آن "استخراج" سریع گرما از تراشه است، که همچنین باعث افزایش سطح تماس و گسترش منطقه اتلاف گرما می شود.

در عین حال، یک لایه گریس حرارتی نیز به عنوان پرکننده بین تراشه و هیت سینک و بین هیت سینک و لوله حرارتی وجود دارد. برای طراحی حرارتی واقعاً "استرس"، سطح هیت سینک و لوله حرارتی نیز باید به خوبی جلا داده شوند - سطح سینک حرارتی مسی و لوله حرارتی به طور کلی بسیار ناهموار است که بر تماس کامل آن با حرارت تأثیر می گذارد. گریس سیلیکونی رسانا در سطح میکرو

لوله حرارتی یک لوله فلزی توخالی است که از مس خالص ساخته شده است. قسمتی که با تراشه CPU / GPU در تماس است "انتهای تبخیر" و قسمتی که با باله خنک کننده در تماس است "انتهای تراکم" است. لوله حرارتی با میعانات گازی (مانند آب خالص) پر شده است. اصل کار آن این است که دمای بالای سطح تراشه، مایع انتهای تبخیر لوله حرارتی را به بخار تبدیل می کند و در امتداد حفره لوله به سمت دم لوله حرارتی (انتهای تراکم) حرکت می کند. با توجه به دمای نسبتاً پایین در این ناحیه، بخار داغ به زودی به مایع تبدیل می‌شود و از طریق عمل مویرگی در امتداد دیواره داخلی لوله حرارتی به حالت اولیه باز می‌گردد و چرخه انتقال حرارت را پس از چرخه تکمیل می‌کند.

برای طراحی ماژول حرارتی لپ‌تاپ، هرچه قطر درشت‌تر و تعداد لوله‌های حرارتی بیشتر باشد، راندمان انتقال حرارت بالاتر است. با این حال، به منظور کاهش بخار داغ در بخش تراکم لوله حرارتی به مایع در کوتاه ترین زمان، نیازهای بالاتری نیز برای پره های خنک کننده مطرح می شود.

پره های خنک کننده به عنوان "عناصر خنک کننده غیر فعال" در زمینه طراحی مهندسی الکترونیک طبقه بندی می شوند. مواد آن عمدتا آلومینیوم و مس است. اصل کار آن دفع گرمای انتقال یافته از لوله حرارتی به صورت همرفت است. راندمان اتلاف گرما به مساحت سطح بستگی دارد.

لازم به ذکر است که پره های خنک کننده نمی توانند به طور مستقل وجود داشته باشند. گروهی از پره های خنک کننده باید با یک فن خنک کننده و یک خروجی خنک کننده مربوطه مطابقت داشته باشند. برای لپ تاپ های مجهز به پردازنده TDP 15 وات یا بالاتر، پره های خنک کننده به هیچ وجه نمی توانند گرمای ساطع شده از تراشه را تامین کنند. این گرما باید توسط فن از طریق هوای سردی که از بیرون استنشاق می شود رانده شود!