Dalam aplikasi yang berbeza, keputusan kejuruteraan mengenai penyelesaian optimum untuk sink haba mungkin bergantung pada kos dan prestasi. Secara teorinya, mendapatkan produk kos terendah untuk memenuhi keperluan prestasi nampaknya mudah. Malah, pelanggan sering memilih untuk menukar spesifikasi prestasi (menggunakan cip yang berbeza) atau mengorbankan beberapa prestasi (seperti merendahkan cip berdasarkan keadaan) apabila menghadapi harga yang tinggi.
Artikel ini membandingkan beberapa sink haba berdasarkan paip haba/ruang wap untuk penunjuk prestasi dan kos:
Prestasi: Gunakan pakej perisian FloTHERM CFD untuk mengira prestasi keseluruhan sink haba Δ T.
Kos: Dengan mengandaikan saiz kelompok cukup besar, kos pelaburan acuan keras tidak akan ditunjukkan dalam harga unit. Di samping itu, harga unit adalah relatif kepada penyelesaian kos terendah (1 kali, 1.1 kali, dsb.), kerana meningkatkan saiz kelompok akan menurunkan kos unit.
Parameter reka bentuk heatsink
Kuasa sumber haba: 250 watt
Saiz sumber haba: 30 x 30 mm
Suhu ambien maksimum: 25 darjah
Kadar aliran udara: 40 kaki padu seminit (CFM)
Pemeluwap: saiz sirip snap pada 115 * 85 * 65 mm
Mari kita mulakan dengan reka bentuk yang paling asas dan secara beransur-ansur menyelidiki proses yang kompleks untuk melihat bagaimana prestasi dan kos dipengaruhi oleh reka bentuk.
1. Paip haba berasaskan aluminium atau tembaga
Paip haba asas aluminium berbentuk U
Ini adalah reka bentuk paling tradisional bagi radiator paip haba. Empat paip haba berbentuk U dikimpal pada asas aluminium atau tembaga dan kemudian bersentuhan dengan sumber haba. Haba mesti terlebih dahulu melalui pangkalan kemudian mereka boleh mencapai paip haba.
Selain daripada membongkok, tiada operasi sekunder lain dilakukan pada empat paip haba 6mm, walaupun kawasan sentuhan antara paip haba dan tapak dalam contoh ini adalah rata sedikit.
CFD Radiator Paip Haba Asas Aluminium
Model FloThermal menunjukkan bahawa suhu sink haba adalah 53.9 darjah lebih tinggi daripada suhu ambien (78.9 darjah -25 darjah =suhu maksimum rujukan - suhu ambien), dan kami menggunakan suhu ini sebagai penanda aras prestasi, dengan penanda aras kos yang ditakrifkan sebagai 1 kali.
Jika prestasi yang lebih tinggi diperlukan, tapak tembaga boleh digunakan dan bukannya asas aluminium. Kekonduksian terma asas tembaga adalah dua kali ganda daripada asas aluminium, jadi prestasi asas tembaga bertambah baik sebanyak 2.3 darjah. Reka bentuk asas tembaga meningkatkan kos sebanyak 5% berbanding dengan asas aluminium, dan terdapat juga sedikit peningkatan berat.
2. Radiator heatsink paip haba sentuhan terus
Radiator paip haba sentuhan terus
Reka bentuk ini membolehkan sentuhan terus antara sumber haba dan paip haba, dengan itu menghapuskan asas penyerap haba dan bahan antara muka (pateri yang digunakan untuk mengikat paip haba ke pangkalan). Walau bagaimanapun, untuk mendapatkan kelicinan permukaan yang diperlukan, paip haba mesti dimesin (operasi sekunder).
CFD Radiator Paip Haba Sentuhan Langsung
Disebabkan oleh sentuhan terus antara paip haba dan sumber haba, prestasi reka bentuk sink haba ini telah dipertingkatkan kepada 49.3 darjah, iaitu 4.6 darjah lebih tinggi daripada penanda aras dan 2.3 darjah lebih tinggi daripada reka bentuk menggunakan tapak tembaga. Walau bagaimanapun, ia memerlukan pemprosesan tambahan asas (membenamkan alur paip haba) dan pemprosesan paip haba, iaitu 1.1 kali ganda kos reka bentuk penanda aras (10% lebih mahal).
3. sink haba plat suhu seragam berbentuk U
sink haba plat suhu seragam berbentuk U
Penyelesaian ini menggantikan empat paip haba 6mm dengan satu ruang wap berbentuk U. Dari segi reka bentuk, ia adalah paling serupa dengan sink haba paip haba sentuhan langsung, kedua-duanya membenarkan CPU sumber haba bersentuhan langsung dengan komponen dua fasa. Pertimbangan penting untuk memilih reka bentuk ini ialah sama ada pembekal sink haba boleh mengeluarkan ruang wap bersepadu, kerana reka bentuk dua keping tradisional tidak boleh dibengkokkan ke dalam bentuk U.
CFD sink haba plat suhu seragam berbentuk U
Berbanding dengan reka bentuk paip haba sentuhan langsung, prestasi penyelesaian heatsink vc telah bertambah baik sebanyak 21.5% (11.6 darjah), manakala kos hanya meningkat sebanyak 4.55%. Walau bagaimanapun, peningkatan dalam ketebalan dinding heatsink vc menghasilkan peningkatan kira-kira 75g dalam berat radiator heatsink.
4. sink haba plat suhu seragam 3D
sink haba plat suhu seragam 3D
Dalam reka bentuk ini, plat bawah penyerap haba ialah ruang wap yang berkongsi laluan stim dengan paip haba pemeluwap menegak. Semasa fasa pembuatan, 8 paip haba jenis terbuka dipateri ke dalam plat ruang wap dengan bukaan; Ruang wap bersentuhan langsung dengan sumber haba, mengagihkan haba secara sama rata di sepanjang satah XY, dan menyebarkan haba ke sirip melalui paip haba menegak.
CFD sink haba 3D dengan ruang wap
Reka bentuk ini mempunyai prestasi terbaik, tetapi kosnya tinggi. Berbanding dengan pesaing terdekatnya, reka bentuk plat heatsink vc berbentuk U, suhunya telah menurun hampir 2 darjah (prestasi telah meningkat sebanyak 4.9%), tetapi harganya telah meningkat dua kali ganda (meningkat sebanyak 117%).
Walau bagaimanapun, perlu diingatkan bahawa kes ini tidak menyerlahkan sepenuhnya potensi kelebihan reka bentuk ruang wap 3D. Apabila saiz plat bawah yang diperlukan meningkat, perbezaan prestasi antara penyelesaian ini dan reka bentuk plat kebuk wap berbentuk U juga meningkat.
ringkasan
Jadual di bawah menunjukkan bahawa menukar bahan atau komponen dua fasa sink haba boleh mencapai peningkatan prestasi yang ketara. Daripada sink haba berasaskan aluminium penanda aras kepada penyelesaian plat heatsink 3D vc, prestasi telah dipertingkatkan sebanyak 17 darjah, tetapi kos telah meningkat sebanyak 150%.
Perbandingan prestasi radiator dan kos
Dengan menggantikan tapak dengan bahan tembaga dengan kekonduksian terma yang lebih kuat atau membuat paip haba bersentuhan langsung dengan sumber haba, peningkatan prestasi sederhana kira-kira 7% -15% dan peningkatan kos (berbanding dengan penanda aras) boleh dicapai .
Reka bentuk dengan nilai keseluruhan terbaik berdasarkan parameter aplikasi mungkin sink haba ruang wap. Walaupun harganya 15% lebih mahal daripada harga penanda aras, prestasinya telah meningkat sebanyak 28% (sebanyak 15.2 darjah ).
Cool tags: Penyejuk haba 250w dengan paip haba / ruang wap, China, pembekal, pengilang, kilang, disesuaikan, sampel percuma, dibuat di China
