Dissipadores de Calor para Equipamentos Eletrônicos
– uma visão geral ou tutorial fornecendo os fatos básicos sobre dissipadores de calor ou dissipadores de calor, o que são e os cálculos térmicos necessários para escolher o tipo correto.
Os dissipadores de calor são usados em muitos equipamentos eletrônicos para garantir que o calor possa ser removido de equipamentos ou componentes específicos dentro deles. Por exemplo, com os microprocessadores funcionando muito quente hoje em dia, eles normalmente têm dissipadores de calor presos ou presos a eles e, além disso, ventiladores também são incluídos nos PCs para garantir que os componentes permaneçam frios e operem dentro de suas faixas de temperatura operacional. Não são apenas os PCs que contêm dissipadores de calor. Muitos outros equipamentos os contêm. Na verdade, dissipadores de calor são usados onde quer que haja fontes de calor, e esse calor precisa ser removido.
Os dissipadores de calor podem ter uma variedade de formas e estão amplamente disponíveis para aplicações eletrônicas. Se apenas uma pequena quantidade de calor precisar ser removida, dissipadores de calor pequenos ou simples podem ser usados. No entanto, se quantidades significativas de calor precisarem ser removidas, serão necessários dissipadores de calor mais complicados. Usando alguns cálculos térmicos relativamente simples, é possível determinar quais dissipadores de calor podem ser aplicáveis para uma determinada aplicação. Eles são especificados de forma que seja possível determinar seu desempenho.
Tipos de dissipadores de calor e suas especificações
Os dissipadores de calor vêm em uma variedade de tamanhos e formas. O principal objetivo de um dissipador de calor é remover o calor da fonte onde é gerado da maneira mais eficiente possível. Para conseguir isso, um dissipador de calor deve ter uma área tão grande quanto possível sobre a qual o calor pode ser transferido para o ar. Frequentemente a transferência de calor ocorre assistida por convecção, mas também podem ser usados ventiladores, o que melhora consideravelmente seu desempenho.
Normalmente, um dissipador de calor é especificado em termos de sua dissipação para um determinado aumento de temperatura, ou seja, sua resistência térmica. A dissipação de calor é dada como um número de watts e o aumento de temperatura em termos de graus Celsius. Assim, um determinado dissipador de calor pode ter uma classificação de 10 watts por grau Celsius. Isso significa que, se dissipar 10 watts de potência, sua temperatura aumentará 1 grau. Da mesma forma, se dissipar 100 watts, sua temperatura aumentará 10 graus.
Esses números são essenciais para quaisquer cálculos térmicos necessários. Conhecendo o desempenho do dissipador de calor, o correto pode ser escolhido para a dissipação de calor necessária e o aumento de temperatura permitido.
Cálculos térmicos simples
É possível realizar alguns cálculos térmicos simples para determinar o desempenho necessário para um dissipador de calor. Embora alguns cálculos térmicos possam se tornar muito complicados, os cálculos térmicos necessários para a escolha de dissipadores de calor são muito fáceis e diretos.
O primeiro passo em qualquer cálculo térmico é determinar a quantidade de energia que está sendo dissipada. Isso é feito simplesmente usando uma das três equações abaixo:
Potência (Watts) = Tensão (Volts) x Corrente (Amperes)
Potência (Watts) = Tensão 2 / Resistência (Ohms)
Potência (Watts) = Corrente 2 / Resistência (Ohms)
Com a dissipação de potência do componente calculada, a próxima etapa nos cálculos térmicos pode ser realizada. Isso é para calcular a resistência térmica necessária do dissipador de calor.
A resistência térmica do dissipador de calor = (Aumento máximo da temperatura / watts dissipados) – (junção à resistência do invólucro + resistência do invólucro ao dissipador de calor)
A equação acima inclui termos usados para dispositivos semicondutores, os itens que mais comumente precisam de dissipadores de calor. Muitas vezes não é possível a influência dos dados recebidos para a resistência da junção à caixa, ou para a resistência da caixa à dissipação de calor. Portanto, é mais seguro deixar uma pequena margem para cobri-los. Isso significa que, deixando uma margem, a equação se simplifica para:
Resistência térmica do dissipador de calor = aumento máximo de temperatura / watts dissipados
Resumo
Os dissipadores de calor são um elemento essencial de muitos projetos eletrônicos. Para componentes que dissipam grandes quantidades de calor, um dissipador de calor é um requisito essencial e, muitas vezes, ventiladores também podem ser necessários para auxiliar no resfriamento. Os cálculos térmicos necessários para selecionar o dissipador de calor necessário podem ser bastante diretos, embora alguns cálculos térmicos para determinar questões térmicas mais complexas possam ser muito complicados. Felizmente, raramente são necessários para projetos domésticos.
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