How to Design A High Efficiency Heat Sink ?

のデザインヒートシンクヒートシンクの熱放散効率の最も重要な決定要因です。放熱プロセスの観点から、それは一般的に 3 つのステップに分けられます。熱吸収、熱伝導、熱放散.したがって、ヒートシンクの設計は、これらの 3 つのステップから始めて、熱吸収、熱伝導、および熱放散のパフォーマンスをそれぞれ改善し、全体的な熱放散効果を向上させる必要があります。ヒートシンクの製造材料は効率に影響を与える重要な要素であり、選択時に注意を払う必要がありますが、ヒートシンクの材料はその全体的な性能を決定することはできません。ヒートシンクの性能向上の真髄は製品設計にあります。

ヒートシンクの設計原理

電子製品のヒートシンクを設計する場合、熱抵抗を使用して設計するのが最も一般的な方法です。熱抵抗の定義は、R=△T/P です。

△ T は温度差を表し、P はチップの熱消費電力を表します。熱抵抗は、デバイスの熱伝達の難しさを表します。値が大きいほどデバイスの放熱効果が悪く、値が小さいほど放熱しやすくなります。

ヒートシンクの一般的な設計ガイドライン

1.ヒートシンクの体積設計

ヒートシンクの体積とは、ヒートシンクが占める体積を意味します。一般的に言えば、電子製品の発熱量が大きいほど、必要なヒートシンクの体積が大きくなります。ヒートシンク設計の過程で、体積に応じて予備設計を行うことができます。加熱ワット数と体積の関係は次のようになります。 LogV=1.4 X IogW-0.8 ここで、V の最小値は 1.5 立方センチメートル。

2. 底の厚み設計ヒートシンク

ヒートシンクの設計プロセスでは、その底の厚さが放熱効率に大きな影響を与えます。熱エネルギーをすべてのフィンに伝達できるようにするには、フィンを十分に使用できるように、ヒートシンクの底が十分に厚いことを確認する必要があります。ただし、底の厚みは厚ければ厚いほどよいというわけではありません。厚すぎると、材料の無駄が増え、コストが増加すると同時に、蓄熱が発生して伝熱能力が低下します。ヒートシンクの底面の厚さを設計するときは、ヒートシンクが熱源の近くの熱をすばやく吸収し、より薄いヒートシンクに伝達できるように、熱源部分の厚さを厚く、エッジ部分の厚さを薄くする必要があります。速い熱放散を達成するための領域。放熱量と底面の厚みの関係は t=7×logW-6 となります。

3. ヒートシンクのフィン形状設計

ヒートシンク内部では、熱の伝達は主に対流と輻射によって行われ、対流が大きな割合を占めています。この性質に基づいて、フィンの設計では 3 つの側面を考慮する必要があります。まず、フィンの間隔の設計です。フィン間のスムーズな対流を確保するには、間隔を 4mm 以上に保つ必要がありますが、大きすぎないようにする必要があります。大きすぎると、設置できるフィンの数が減り、放熱面積に影響を与え、放熱効果に影響します。第二に、フィンの角度設計、フィン角度は約 3 度、より良いです。最後にフィンの厚みと形状が決まったら、厚みと高さのバランスが重要になります。

上記のヒートシンク設計ガイドラインを除いて、特定のプロジェクトに遭遇した場合、高効率のヒートシンクを提供するために、特定の分析と技術的知識の柔軟な使用が必要です

ヒートシンク設計エキスパート︱Famos Tech

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