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電子散熱片受影響較大的三個關鍵因素

發(fā)布日期:2021-09-01 00:00 來源:http://huxin520.cn 點擊:

電子散熱片受影響較大的三個關鍵因素為:1、電源轉(zhuǎn)換效率;2、電路板布局;3、散熱片材質(zhì)。

一、電源轉(zhuǎn)換效率是指電源的輸入功率與輸出功率的比值

假設一個電源的轉(zhuǎn)換效率只有70%,其余的就有時30%被轉(zhuǎn)換成熱量。若提高到80%后就少了10%的熱量??雌饋聿辉鯓?。實際效果卻會導致溫度下降5-10度的。而電源的工作環(huán)境如果提高10度,壽命就會減少一半。所以說提高電源的轉(zhuǎn)換效率就無形中延長了電源的壽命。

二、電路板布局
電路板是所有電子零件的載體。電子元件按照一定的順序排列在電路板上。如果電路板布局設計不合理,留有散熱死角。一個電源的轉(zhuǎn)換效率由變壓器的功率容量,功率管的參數(shù)和散熱條件共同決定,并且由其中較低的一個決定。若變壓器和功率管留有的余量都很大,這時若散熱條件不好就會降低電源散熱片的轉(zhuǎn)換效率。

三、散熱片的材質(zhì)

散熱的本質(zhì)只要能將熱量傳導出來就行了。其實不然,打開電源,你會看到很多種不同顏色,不同形狀的散熱片。不同材質(zhì),做成不同形狀的散熱片對電源的散熱會起到不同的效果。

散熱片的材料按傳導性來分:銀>銅>金>鋁>鐵>鋁合金。

通常情況下,普通風冷散熱自然要選擇金屬作為散熱器的材料。對所選用的材料,希望其同時具有高比熱和高熱傳導系數(shù),從上可以看出,銀和銅是較好的導熱材料,其次是金和鋁。但是金、銀太過昂貴,所以,目前散熱片主要由鋁和銅制成。相比較而言,銅和鋁二者同時各有其優(yōu)缺點:銅的導熱性好,但價格較貴,加工難度較高,重量過大,且銅制散熱熱容量較小,而且容易氧化。純鋁太軟,不能直接使用,都是使用的鋁合金才能提供足夠的硬度,鋁合金的優(yōu)點是價格低廉,重量輕,但導熱性比銅差很多。

所以在散熱器發(fā)展史上也出現(xiàn)了以下幾種材質(zhì)的產(chǎn)品:

純鋁材質(zhì)

純鋁材質(zhì)是早期較為常見的散熱材料,其制造工藝簡單,成本低,到目前為止,純鋁散熱材質(zhì)仍然占據(jù)著相當一部分市場。為增加其鰭片的散熱面積,純鋁散熱材質(zhì)較常用的加工手段是鋁擠壓技術,而評價一款純鋁散熱的主要指標是散熱底座的厚度和Pin-Fin比。Pin是指散熱片的鰭片的高度,F(xiàn)in是指相鄰的兩枚鰭片之間的距離。Pin-Fin比是用Pin的高度(不含底座厚度)除以Fin,Pin-Fin 比越大意味著散熱的有效散熱面積越大,代表鋁擠壓技術越好。

 

純銅材質(zhì)

銅的熱傳導系數(shù)是鋁的1.69倍,所以在其他條件相同的前提下,純銅散熱能夠更快地將熱量從熱源中帶走。不過銅的質(zhì)地是個問題,很多標榜“純銅散熱器”其實并非是真正的銅。在銅的列表中,含銅量超過99%的被稱為無酸素銅,下一個檔次的銅為含銅量為85%以下的丹銅。目前市場上大多數(shù)的純銅散熱的含銅量都在介于兩者之間。而一些劣質(zhì)純銅散熱的含銅量甚至連85%都不到,雖然成本很低,但其熱傳導能力大大降低,影響了散熱性。此外,銅也有明顯的缺點,成本高,加工難,散熱質(zhì)量太大都阻礙了全銅散熱片的應用。紅銅的硬度不如鋁合金AL6063,某些機械加工(如剖溝等)性能不如鋁;銅的熔點比鋁高很多,不利于擠壓成形( Extrusion )等等問題。

 

銅鋁結合技術

在考慮了銅和鋁這兩種材質(zhì)各自的缺點后,目前市場部分高端散熱材料往往采用銅鋁結合制造工藝,這些散熱片通常都采用銅金屬底座,而散熱鰭片則采用鋁合金,當然,除了銅底,也有散熱片使用銅柱等方法,也是相同的原理。憑借較高的導熱系數(shù),銅制底面可以快速吸收CPU釋放的熱量;鋁制鰭片可以借助復雜的工藝手段制成有利于散熱的形狀,并提供較大的儲熱空間并快速釋放,這在各方面找到了的一個均衡點。

因此,電源轉(zhuǎn)換效率、電路板布局、散熱片材質(zhì)這三方面對散熱的影響占比較大。

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