راه بهبود عملکرد حرارتی پین باله heatsink

در سال های اخیر عملکرد FPGA برش لبه به سرعت به ارتفاع بی سابقه ای توسعه یافته است. متاسفانه توسعه سریع توابع نیز باعث افزایش تقاضا برای از بین شدن گرما شده است. بنابراین طراحان برای فراهم کردن تقاضای خنک کننده کافی برای مدارهای مجتمع به سینک های حرارتی کارآمدتری نیاز دارند.

به منظور پاسخگویی به الزامات فوق، تامین کنندگان مدیریت حرارتی انواع طراحی سینک گرما با کارایی بالا را راه اندازی کرده اند که می تواند اثر خنک کننده قوی تری را تحت یک ظرفیت داده شده فراهم کند. شاخ شکل پین فین رادیاتور یکی از فن آوری های مهم تر معرفی شده در سال های اخیر است. این رادیاتور در ابتدا برای خنک کننده FPGA طراحی شده بود، و برخی از ویژگی های آن آن را به ویژه برای محیط معمولی FPGA مناسب می کند.

سینک حرارتی پین باله شاخی شکل با یک سری سنجاق استوانه ای فراهم می شود. همان طور که در تصویر زیر نشان داده شده است، این سنجاق ها به صورت باله هایی از سینک گرما به بیرون مرتب شده اند. با توجه به ساختار فیزیکی منحصر به فرد آن، سینک گرمای پین فین شکل شاخ با توجه به محیط جریان هوای متوسط و کم سرعت بهینه سازی می شود که می تواند به اثر خنک کننده بی سابقه ای در این محیط دست یابد.

مقاومت حرارتی پایین سینک گرمای پین فین عمدتاً از ویژگی های زیر بهره می برد: سنجاق استوانه ای، ساختار همه منظوره آرایه پین و سطح بزرگ آن و همچنین هدایت حرارتی بالای پایه و سنجاق که به بهبود عملکرد سینک گرما کمک می کند. در مقایسه با باله های مربع یا مستطیل شکل، مقاومت سنجاق های استوانه ای در برابر جریان هوا کم است، و ساختار omni-directional آرایه پین به جریان هوای اطراف در آرایه پین و خارج کمک می کند

به راحتي .

برای رسیدن به اثر خنک کننده قابل توجهی، سینک گرما باید سطح کافی داشته باشد. در غیر این صورت اگر سطح بیش از حد کوچک باشد، سینک گرما نمی تواند گرمای کافی ساطع کند. با این حال، این کار مانع جریان هوا و کاهش عملکرد حرارتی خواهد شد. این تناقض ذاتی است که مهندسان حرارتی باید هنگام طراحی سینک حرارتی پین عمودی با آن مواجه شوند.

با خم کردن سنجاق به بیرون، سنجاق شاخ به طور مؤثری بر تناقض بین سطح و چگالی سنجاق غلبه می کند. این روش فاصله بین پین ها را در زیر یک منطقه داده شده تا حد زیادی افزایش می دهد. بنابراین جریان هوای اطراف می تواند راحت تر وارد آرایه پین شود و از آن خارج شود. سطح سینک گرما با سرعت جریان سریع تر در معرض هوا قرار می گیرد، و از بین رفتن گرما تا حد زیادی افزایش می یابد. این بهبود به ویژه زمانی مشهود است که سرعت جریان هوا کم باشد، زیرا هر چه سرعت جریان هوا کندتر باشد، ورود هوای اطراف به آرایه پین سینک گرما دشوارتر است. بنابراین سینک گرمای سنجاق شاخ در محیط سرعت جریان هوای پایین مناسب ترین است.