Hvordan forbedre den termiske ytelsen til LED-pin-finn-kjøleribben

De siste årene har funksjonen til banebrytende FPGA utviklet seg raskt til en enestående høyde. Dessverre har den raske utviklingen av funksjoner også økt etterspørselen etter varmeavledning. Derfor trenger designere mer effektive kjøleribber for å gi tilstrekkelig kjølebehov for integrerte kretsløp.

For å oppfylle kravene ovenfor, har leverandører av termisk styring lansert en rekke høyytelses kjøleribbedesign som kan gi sterkere kjøleeffekt under en gitt kapasitet. Hornformet pinnefinn radiator er en av de viktigste teknologiene som er introdusert de siste årene. Denne radiatoren ble opprinnelig designet for FPGA-kjøling, og noen av egenskapene gjør den spesielt egnet for vanlige FPGA-miljøer.

Den hornformede pinnekjøleribben er utstyrt med en serie sylindriske pinner. Som vist på bildet nedenfor, er disse pinnene arrangert utover som finner på kjøleribben. På grunn av sin unike fysiske struktur, er den hornformede pinne-kjøleribben optimalisert i henhold til luftstrømmiljøet med middels og lav hastighet, som kan oppnå enestående kjøleeffekt i dette miljøet.

Den lave termiske motstanden til pinne-kjøleribben drar hovedsakelig nytte av følgende egenskaper: sylindrisk pinne, rundstrålende struktur av pinne-arrayen og dens store overflateareal, samt den høye termiske ledningsevnen til basen og pinne, som bidrar til å forbedre ytelsen til varme synke. Sammenlignet med firkantede eller rektangulære finner, er motstanden til sylindriske pinner mot luftstrøm lav, og den rundstrålende strukturen til pinne-arrayen hjelper den omkringliggende luften til å strømme inn og ut av pinne-arrayen.

For å oppnå betydelig kjøleeffekt må kjøleribben ha tilstrekkelig overflate. Ellers, hvis overflaten er for liten, kan ikke kjøleribben avgi nok varme. Dette vil imidlertid hindre luftstrømmen og redusere den termiske ytelsen. Dette er den iboende motsetningen som termiske ingeniører må møte når de designer vertikal pinne kjøleribbe.

Ved å bøye tappen utover, overvinner hornpinnen effektivt motsetningen mellom overflateareal og stifttetthet. Denne metoden øker i stor grad avstanden mellom pinner under et gitt område. Derfor kan den omkringliggende luftstrømmen lettere komme inn og ut av pinnegruppen. Overflaten på kjøleribben utsettes for luft med raskere strømningshastighet, og varmeavledningen økes kraftig. Denne forbedringen er spesielt tydelig når luftstrømhastigheten er lav, fordi jo langsommere luftstrømhastigheten er, desto vanskeligere er det for den omgivende luften å komme inn i kjøleribbens-pinnen. Derfor er hornstiftens kjøleribbe mest egnet i omgivelser med lav luftstrømhastighet.