Dissipateur de chaleur
Le dissipateur thermique est un échangeur de chaleur passif qui transfère la chaleur. Le dissipateur thermique est généralement une pièce métallique qui peut être fixée sur un appareil libérant de l'énergie sous forme de chaleur, dans le but de dissiper cette chaleur vers un fluide environnant afin d'éviter une surchauffe de l'appareil.
Dans de nombreuses applications, le dispositif est un composant électronique (tel que : CPU, GPU, ASIC, FET etc.) et le fluide environnant est l'air. L'appareil transfère la chaleur au dissipateur thermique par conduction. Le principal mécanisme de transfert de chaleur du dissipateur thermique est la convection.
Deux types distincts de convection
Convection naturelle - une méthode de transfert de chaleur. Il n'y a aucune influence de facteurs externes. Ce mouvement des molécules dans le fluide est dû aux différences entre les densités des différentes régions d’un même fluide. La densité d'un fluide diminue lorsqu'il chauffe et vice versa.
Convection forcée - une méthode de transfert de chaleur dans laquelle des moyens externes influencent le mouvement du fluide. Là, des sources externes telles que le pompage, les ventilateurs, les dispositifs d'aspiration, etc. sont utiles pour générer le mouvement du fluide.
Les dissipateurs thermiques sont conçus pour augmenter considérablement la surface de contact entre le solide et le fluide, augmentant ainsi les possibilités de transfert de chaleur.
Construction du dissipateur thermique
Il existe de nombreux modèles de dissipateurs thermiques, mais ils comprennent généralement une base et un certain nombre de saillies fixées à cette base. La base est la fonctionnalité qui s'interface avec l'appareil à refroidir. La chaleur est conduite à travers la base vers les saillies.
Matériau du dissipateur thermique
Les dissipateurs thermiques sont généralement construits en cuivre ou en aluminium. Le cuivre a une conductivité thermique très élevée, ce qui signifie que le taux de transfert de chaleur à travers les dissipateurs thermiques en cuivre est également très élevé. Bien qu'inférieure à celle du cuivre, la conductivité thermique de l'aluminium reste élevée et présente les avantages supplémentaires d'un coût et d'une densité inférieurs, ce qui le rend utile pour les applications où le poids est une préoccupation majeure.
(dissipateur thermique en cuivre)
(dissipateur thermique en aluminium)
Méthodes de fabrication des dissipateurs thermiques
Les dissipateurs thermiques peuvent être fabriqués de différentes manières en fonction des performances, du coût et du volume requis. Ceux-ci incluent :
Usinage - où une machine CNC est utilisée pour couper le métal
Extrusion - où le métal est chauffé et poussé à travers un moule
Forgeage - où le métal est chauffé et façonné par pressurisation
Estampage - où l'ailette métallique est découpée, puis soudée sur la base
Skiving - où une lame est utilisée pour trancher et pousser le bloc de métal unique
Pour des problèmes thermiques plus complexes, des caloducs et des chambres à vapeur peuvent être utilisés dans l'ensemble dissipateur thermique. Ces dispositifs sont des objets scellés contenant un fluide (généralement de l'eau) et utilisent le dégagement de chaleur lors des changements de phase du fluide pour augmenter considérablement leur conductivité par rapport à un objet métallique solide de même géométrie.
(dissipateur thermique d'usinage CNC)
(Dissipateur thermique en aluminium extrudé)
(dissipateur thermique forgé à froid)
(Dissipateur thermique à ailettes skiving)
(dissipateur thermique)
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