Heat Sink Dijelaskan: Wawasan Utama & Tipe untuk Pendinginan Optimal
Bentuk manajemen panas yang paling populer dalam mesin dan teknologi modern adalah menggunakan heat sink. Heat sink terbukti hemat biaya namun sangat efektif sebagai peralatan elektronik. Namun, meskipun fungsi yang mengesankan, sebagian besar insinyur cenderung mengabaikan penggunaan komponen ini untuk mencegah dissipasi daya.
Artikel ini akan membahas cara kerja heat sink dan memperkenalkan dua tipe heat sink.
Apa Itu Heat Sink?
Heat sink adalah komponen elektronik yang mencegah komponen pada papan sirkuit dari terbakar karena kapasitas panas yang meningkat. Ia dibuat dari plate dingin dari bahan dengan konduktivitas termal yang baik.
Secara umum, komponennya meningkatkan dan mengarahkan aliran panas dari perangkat panas dengan meluasinya area kerja. Setelah itu, ia meleaskan cairan yang melintasi area yang diperluas, meningkatkan tingkat dissipasi panas.
(heat sink komputer)
Bagaimana Cara Kerja Heat Sink?
Heat sink berdisi operasi dengan mengalihkan panas dari komponen penting dalam gabungan heat sink. Secara terlihat, tergantung pada konfigurasi heat sink, operasinya memiliki empat langkah dasar.
- Ketika sumber menghasilkan panas
Sumber, dalam hal ini, adalah sistem elektronik yang menghasilkan panas. Oleh karena itu, panas ini perlu keluar dari sistem agar berfungsi efisien. Jadi, gunakan heat spreader dan pasta panas untuk efisiensi transfer panas. Heat spreader memindahkan panas dari area terpusat ke heat sink.
(heat exchanger pasif.)
- Ketika Anda perlu mentransfer panas lebih jauh dari sumber panas
Pertama, untuk melakukan proses ini, gunakan heat pipe. Namun, dalam kontak langsung dengan komponen listrik yang menghasilkan panas, pastikan Anda menghubungkan heat spreader atau heat sink.
Panas yang dibuat oleh komponen listrik ini akhirnya berjalan ke dalam atau di sekitar gabungan termal. Setelah itu, heat sink akan mengarahkan panas lebih jauh dari sumber panas melalui konduksi alami.
Namun, proses konduksi alami hanya dapat efisien jika bahan heat sink adalah konduktor termal yang baik. Oleh karena itu, aluminium dan tembaga banyak digunakan untuk meningkatkan performa heat sink.
(mengaplikasikan pasta panas pada heat sink)
Ketika panas menyebar ke mana-mana, heat sink
Melalui konduksi alami, panas yang dihasilkan secara alami berjalan melintasi gradien suhu. Oleh karena itu, panas ini meninggalkan area dengan suhu tinggi ke suhu rendah.
- Ketika panas bergerak jauh dari heat sink
Secara terlihat, langkah ini tergantung pada cairan yang ada dan gradien suhu heat sink. Misalnya, ketika cairan melintasi permukaan, ia menggunakan konveksi dan difusi termal. Akibatnya, kedua proses ini membantu mengalihkan panas ke lingkungan sekitar. Kemudian, gradien suhu akan membantu menggerakkan panas lebih jauh dari permukaan.
Selalu, suhu udara sekitar harus lebih dingin dari heat sink. Jika tidak, tidak akan terjadi konveksi atau gradien termal. Langkah ini menggunakan luas permukaan. Akibatnya, luas permukaan yang lebih luas menciptakan konveksi dan difusi termal.
(close-up PCB yang dicetak berlebihan dengan heat sink aluminium)
Tipe Heat Sink
Perangkat ini sangat bergantung pada konveksi alami. Namun, konveksi alami hanya akan terjadi jika ada aliran udara aktif dalam sistem. Heat sink tidak membutuhkan sistem kontrol atau sumber daya eksternal untuk mengudara udara panas.
Biasanya, perangkat sistem tidak selalu memiliki aliran udara. Jadi, heat sink ini memiliki performa termal yang lebih rendah daripada heat sink aktif, terutama ketika perangkat memiliki panas berlebihan yang perlu dihindari tetapi tidak memiliki aliran udara.
Heat sink ini menggunakan kondisi pendingin eksternal untuk meningkatkan aliran cairan di seluruh permukaan panas dalam sistem elektronik. Misalnya, ketika kipas berputar, ia mengirimkan udara melintasi heat sink aluminium busa. Jadi, memaksa udara yang tidak dipanaskan untuk melintasi permukaan. Oleh karena itu, ia meningkatkan gradien termal, memberikan pendinginan yang efisien dengan memungkinkan lebih banyak panas keluar dari sistem.
(heat sink komputer aluminium)
Apa Heat Sink yang Paling Efisien?
Heat sink fins datar yang terbuat dari aluminium atau substrat aluminium adalah yang paling umum digunakan. Aluminium memiliki fitur yang menjadikannya pilihan terbaik dibandingkan plate tembaga atau heat sink perak. Fitur-fitur ini meliputi; mudah dikoil, terjangkau, tahan korosi dan resistansi listrik, konduktivitas termal dan listrik yang baik, dan berat lebih ringan.
(heat sink CPU aluminium.)
Pengantar Singkat tentang Substrat Aluminium.
Substrat aluminium hanyalah aluminium aloy. Meskipun aluminium tanpa lapisan melindungi menunjukkan resistensi korosi yang baik, lapisan terkadang memberikan perlindungan tambahan di lingkungan termal tertentu. Selain itu, melapisi aluminium dengan bahan canggih seperti perak meningkatkan konduktivitas termal dan estetika. Oleh karena itu, penting untuk sistem elektronik dengan banyak kapasitas panas.
(gambar yang menunjukkan heat sink aluminium dan tembaga.)
Cara Menggunakan Heat Sink Aluminium
Rangka robot memegang semua komponen listrik yang dibutuhkan robot. Oleh karena itu, semua komponen ini harus ringan sebisa mungkin. Secara terlihat, baterai yang memenuhi daya robot dan menghasilkan panas di antara komponen dalam detail desain listrik. Oleh karena itu, untuk mengurangi panas, Anda memerlukan heat sink.
Raspberry Pi, dalam kondisi normal, bekerja dengan baik karena throttling perangkat lunak yang menjaga semuanya di bawah suhu kerja aman. Tentu saja, ini tanpa keterlibatan performa heat sink. Namun, jika Anda melakukan overclocking atau menggabungkan perangkat lunak khusus, heat sink berkualitas diperlukan untuk rangkaian listrik.
Biasanya, overclocking menyebabkan kehilangan performa perangkat yang disebabkan oleh dissipasi panas. Oleh karena itu, menempatkan heat sink di atas atau dekat komponen elektronik yang menghasilkan panas berlebihan membantu mengurangi throttling.
(close-up heat sink tembaga)
Ringkasan
Heat sink memiliki karakteristik unggul yang menjadikannya komponen elektronik yang mudah digunakan dan andal. Kami harap artikel ini membahas semua yang perlu Anda ketahui tentang heat sink.
Selain itu, jika Anda tertarik untuk mempelajari lebih lanjut, hubungi kami!
