Kühlkörperdesign

ErDa der Kühlkörper einer der wichtigsten Bestandteile des Wärmemanagements ist, sollten wir die folgenden Faktoren bei der Gestaltung des Kühlkörpers berücksichtigen.

1.Wärmestromdichte der Wärmequelle

2.Temperaturanforderungen für Heizkomponenten

3. Zoom aus dem Produkt heraushalten

4.Anziehkraft der Kühlkörperinstallation

5. Herstellungskosten

6. Anforderungen an das industrielle Design

Über die Wärmestromdichte der Wärmequelle:

Der Wärmeübertragungsmodus von Heizkomponenten zu Kühlkörpern ist Wärmeleitung. Im Allgemeinen ist die Substratfläche des Kühlkörpers größer als die Heizfläche der Heizkomponenten. Wenn die Wärmestromdichte von Komponenten groß ist, tritt der Einfluss des Ausbreitungswiderstands auf die Wärmeübertragung auf.

Ausbreitungswiderstand bedeutet, wenn der Flächenunterschied zwischen der Wärmequelle und der Bodenplatte groß ist, verteilt sich die Wärme von der Mitte der Wärmequelle zum Rand, um den Wärmewiderstand zu bilden Widerstand im Design des Kühlkörpers.

Grundinformation:

Arbeitstemperatur: 20℃

Kühlmodus: erzwungene Konvektion

Luftdurchsatz: 5CFM

Chip-TDP: 20W

Chipmodul: Vereinfachter Block, Wärmeleitfähigkeit:15 W/m.K

Kühlkörperabmessung: 40*40*20MM

TIM-Material: nur für Kühlkörperdesign, kein TIM-Material-Setup in der Simulation

Wir haben 2 Chipgrößen von 30*30mm und 10*10mm verwendet, unten zeigt das Ergebnis:

Und der Ausbreitungswiderstand von zwei Chipgrößen ist wie folgt:

30 mm * 30 mm: Pdens=20 /30/30=0,022 W/mm2=2,22 W/cm2

10 mm * 10 mm: Pdens=20/10/10=0,2 W/mm2=20 W/cm2

Wie Sie sehen, wird der Wärmefluss nach der Reduzierung der Chipgröße um das 9-fache erhöht. Ohne Änderungen am Kühlkörper vorzunehmen, stieg der Chip um etwa 8 °C an. Der Wärmewiderstand des Kühlkörpers stieg von 2,18 C/w auf 2,59 C/W, und der Gesamtwärmewiderstand des Kühlkörpers verschlechterte sich um 19%.

10 * 10 mm Chip-Kühlkörper-Oberflächentemperaturverteilung:

Temperaturverteilung der Chipkühlkörperoberfläche mit einer Größe von 30 * 30 mm:

Aufgrund des sich ausbreitenden Wärmewiderstands ist die Temperatur am Rand des Kühlers bei hohem Chip-Wärmefluss deutlich niedriger als am Chip. Der Nutzungswirkungsgrad am Rand des Kühlers nimmt ab. Daher sollte dies bei der Auslegung der Kühlkörper berücksichtigt werden.

Thermische Lösungen für jede Branche sind sehr wichtig, da die Leistung allmählich höher und höher wird. Sinda Thermal kann verschiedene Kühlkörper und Kühler anbieten, darunter stranggepresste Aluminium-Kühlkörper, Hochleistungs-Kühlkörper, Kupfer-Kühlkörper, geschlitzte Lamellen-Kühlkörper, Flüssigkeitskühlplatten und Heatpipe-Kühlkörper. Bitte kontaktieren Sie uns, wenn Sie Fragen zur thermischen Lösung haben.

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