ヒートシンクは、電子機器から熱を散らすために使用される必須成分です。 適切な設計により、効率的な熱伝達を確保し、過熱を防ぎ、デバイス性能を維持します。 この記事では、導電の基本的な原則と、ヒートシンク設計にどのように適用するか、およびその性能を計算する方法について説明します。

熱伝導の原則

熱伝導は材料自体が動くことなしで材料を通して熱エネルギーの伝達です。それは熱電地域の分子がクーラー区域の隣接する分子にエネルギーを移すとき起こります。熱伝達の率は材料の熱伝導性、温度の相違および材料の厚さによって決まります。

フーリエの法律は、伝導性を記述する: []Q = -kA(dT/dx)]、 Qは熱伝達率]k[は熱伝導性、Aは断面積であり、[FLT:]は、は温度[FLT]:[FLT]は[FLT]:[FLT]は、温度:[:[:]:[:]

ヒートシンクの設計検討

効果的なヒートシンク設計は、アルミニウムや銅などの高熱伝導性で材料を選択することを含みます。 フィンや表面面積を含む幾何学は、熱放散に影響を与えます。 表面面積の増加は、周囲の空気への熱伝達を高めます。

配置と気流も重要である。適切な方向と十分な気流は、熱シンク内の伝導を補完する対流熱伝達を改善します。

パフォーマンス計算方法

ヒートシンク性能を計算すると、熱抵抗を推定し、シンクが供給元から熱を離れた状態にする方法を示します。熱抵抗の合計は伝導と対流抵抗を結合します。

全体的な熱抵抗はによって与えられます:

Rtotal] = R[] 導体] + R[導体

どこ:

  • Rconduction=(厚さ)/(k×面積)
  • R]convection[ = 1 / (h×表面面積)

ここでは、【]h]は、対称熱伝達係数です。 これらの抵抗を計算することで、デザイナーは、ヒートシンク寸法を最適化して、所望の温度制限を達成することができます。