Читатели като вас помагат в подкрепа на MUO. Когато правите покупка чрез връзки на нашия сайт, ние може да спечелим комисионна за партньор.
Прегряването е проблематично за вашите устройства; ето защо отстраняването на топлина е жизненоважно за контролиране на температурата на електронни устройства или подобни източници на топлина.
Радиаторите се използват в електронните устройства за поглъщане на топлинна енергия в околната среда и за охлаждане на вашите устройства. Но какво точно е радиаторът и как работи?
Как се произвежда топлина в електронни устройства и системи
В съвременната епоха сме заобиколени от електронни системи и джаджи. От микропроцесорен чип до базова приемо-предавателна станция (BTS) за мобилни комуникационни системи, електронните продукти се нуждаят от електрическа мощност, за да работят.
Докато част от тази мощност се използва за работа на устройството, останалата част от нея се разсейва (в зависимост от ефективността на устройството), най-вече под формата на топлина.
Въпреки това, поради миниатюризацията на устройствата, електронните устройства не могат да акумулират топлина и трябва да потопят тази топлинна енергия в околната среда. За тази цел често се използват радиатори.
Какво е радиатор?
Радиаторът е част, приложена към горещо електронно устройство, за да абсорбира топлината му чрез проводимост и след това да изхвърли тази енергия в околната среда чрез конвекция и излъчване. Общата структура на радиатор е както е показано по-долу:
Електронните устройства са проектирани по такъв начин, че минимален интерфейс и топлопроводими материали се използват за свързване на източник на топлина и радиатор, така че топлината да не може да се натрупва вътре устройство. Радиаторите са проектирани така, че да осигуряват път с ниско термично съпротивление към устройствата за отстраняване на топлина.
Механизъм за радиатор
Радиаторите са изработени от топлопроводими материали, най-често алуминий (топлопроводимост: 237 W/m K). Алуминият е евтин метал в сравнение с други топлопроводими материали като сребро и злато.
Топлината от сравнително малък електронен корпус се абсорбира от плоска метална плоча чрез проводимост. Провеждането често се улеснява чрез прилагане на a термична паста между външния корпус на електронното устройство и радиатора. Това осигурява правилен физически контакт с паста с висока топлопроводимост.
Топлината от сравнително по-малък електронен корпус е предназначена да се разпространява върху по-голямата повърхност на радиатора чрез проводимост.
Топлинната енергия обаче страда от съпротивление на топлина при разпространение, когато по-малка повърхност на източника на топлина влиза във физически контакт с по-голяма повърхност на радиатора. Ето защо е важно да се контролира устойчивостта на разпръскване, като се избере подходящата контактна дебелина на основната плоча на радиатора.
Радиатор с минимално съпротивление на разпространение гарантира, че топлината е почти равномерно разпределена върху основната плоча и перките. По този начин повърхността на радиатора се използва ефективно. Изчисляването на съпротивлението на разпространение обаче е извън обхвата на тази статия.
От другата страна на основната плоча на радиатора се използват много метални ребра за осигуряване на увеличена повърхностна площ за топлинна конвекция на топлина. Ребрата не се поставят твърде близо една до друга, тъй като това може да попречи на способността на течността, т.е. въздухът, в повечето случаи, да тече свободно между ребрата за разсейване на топлината.
Естествено vs. Принудително охлаждане
Равномерно разпределената топлина в основата на радиатора използва цялата повърхност, осигурена от перките, за да изхвърли топлина в околния въздух, използвайки или естествена конвекция, или принудителна въздушна конвекция.
Естествената конвекция е процес, при който околният въздух отвежда топлинната енергия от ребрата на радиатора, използвайки естествения поток от течност, т.е. без прилагане на налягане през външен източник. В този процес потокът или скоростта на молекулите на течността е бавен.
При метода на принудителна конвекция за топлообмен се използва вентилатор или вентилатор за увеличаване на скоростта на потока на течността през повърхността на ребрата на радиатора. Или a DC или PWM вентилатор може да се използва.
Увеличеният въздушен поток води до повече топлина, отнесена от радиатора. Обикновено принудителната конвекция се използва в случаите, когато е необходимо да се отстрани много топлинна мощност или в дизайна е необходим по-малък радиатор.
Заедно с конвекцията, топлинното излъчване от радиатора също е много полезно за отстраняване на топлината от радиатора. Обикновено радиаторите са оцветени в черно, което увеличава тяхната способност за топлинно излъчване.
Радиаторите поддържат вашите устройства охладени и работещи
Радиаторът е основна джаджа за надеждната работа на електронно устройство. Без тях нашите модерни смартфони, мощни компютри и дори LED светлини няма да функционират по предназначение поради прегряване.