Types de dissipateurs thermiques : Lequel choisir ?
Lorsque vos appareils électroniques chauffent, vous avez besoin de quelque chose pour les refroidir. C'est là qu'interviennent les dissipateurs de chaleur. Mais tous les dissipateurs de chaleur ne sont pas identiques.
Il existe de nombreux types de dissipateurs thermiques, et chacun d'entre eux fonctionne mieux dans des situations différentes. Dans cet article, vous découvrirez les types les plus courants afin de choisir celui qui convient le mieux à votre projet.
Qu'est-ce qu'un dissipateur thermique ?
Un dissipateur thermique permet à votre appareil de rester froid. Il absorbe la chaleur des parties chaudes, comme le processeur, et la répartit. Il est généralement fabriqué en métal, comme l'aluminium ou le cuivre.
La chaleur se déplace de la pièce vers le dissipateur thermique en la touchant, ce qui s'appelle la conduction. La chaleur se diffuse ensuite dans l'air par un processus appelé convection. Parfois, un ventilateur aide à accélérer le mouvement de l'air ; c'est ce qu'on appelle la convection forcée. S'il n'y a pas de ventilateur, l'air se déplace de lui-même, c'est la convection naturelle.
Les dissipateurs de chaleur sont dotés d'ailettes qui augmentent la surface afin de permettre à la chaleur de s'échapper dans l'air. Cela évite à votre appareil de surchauffer.
Comment fonctionne un dissipateur thermique ?
Lorsque vos pièces électroniques fonctionnent, elles chauffent car elles sont traversées par l'électricité. Vous devez vous débarrasser de cette chaleur pour que les pièces ne deviennent pas trop chaudes et ne se cassent pas. Un dissipateur thermique permet d'absorber la chaleur et de la répartir sur une plus grande surface, de sorte que la chaleur puisse mieux s'échapper dans l'air.
Vous joignez le dissipateur thermique sur la partie chaude à l'aide d'un matériau spécial tel que la pâte thermique ou un tampon. Ce matériau aide à déplacer la chaleur de la pièce vers le dissipateur thermique.
Une fois que la chaleur a pénétré dans le dissipateur thermique, elle se refroidit en se déplaçant dans l'air qui l'entoure. Plus la surface du dissipateur thermique est grande, mieux il refroidit.
Un bon refroidissement est très important pour votre électronique, et les dissipateurs de chaleur en sont un élément clé.
Classification des dissipateurs de chaleur en fonction du flux d'air
Les deux principales catégories de dissipateurs thermiques sont les suivantes :
Dissipateur thermique passif
Un dissipateur thermique passif n'utilise pas de ventilateur ni d'autre flux d'air forcé. Il est plus fiable car il ne comporte pas de pièces mobiles. Par exemple, le dissipateur thermique fait parfois partie du boîtier de l'appareil. La chaleur se déplace des pièces qui chauffent vers les parois du boîtier. Ces parois sont généralement dotées d'ailettes qui touchent l'air extérieur pour faciliter le refroidissement.
Dissipateur thermique actif
Un dissipateur thermique actif comporte un dispositif alimenté, tel qu'un ventilateur ou une soufflerie, à proximité de la surface du dissipateur thermique. Il peut également utiliser un liquide pompé pour évacuer la chaleur. Comme l'air ou le liquide est poussé sur les ailettes, le refroidissement est meilleur. Cela signifie que le dissipateur thermique peut être plus petit et plus léger.
Classification des dissipateurs thermiques basés sur la fabrication
Examinons les 6 types de dissipateurs thermiques les plus courants en fonction du processus de fabrication :
Dissipateurs thermiques extrudés
La plupart des dissipateurs thermiques sont fabriqués en poussant de l'aluminium à travers un trou façonné. Cette méthode convient à de nombreuses utilisations. Elle est peu coûteuse et peut être facilement adaptée à vos besoins. Leurs performances peuvent être faibles ou élevées, mais leur largeur ne peut excéder celle de la machine.
Dissipateurs thermiques collés
On les utilise généralement lorsqu'on a besoin de grands dissipateurs de chaleur. Vous pouvez mélanger différents métaux pour la base et les ailettes, comme par exemple aluminium et de cuivre. Cela permet au dissipateur de chaleur de mieux fonctionner sans être trop lourd. Ils fonctionnent bien, mais coûtent cher.
Dissipateurs de chaleur à écailles
Ces dissipateurs de chaleur sont fabriqués à partir d'une seule pièce de cuivre solide. Il est possible de les concevoir dans de nombreuses formes et ils sont dotés d'un grand nombre d'ailettes fines. Cela permet d'augmenter la surface de refroidissement. Ils fonctionnent assez bien mais sont lourds et doivent être placés avec soin.
Dissipateurs thermiques estampés
Dans ce cas, des ailettes métalliques sont pressées et fixées à la base. Ils sont utilisés pour les appareils qui n'ont pas besoin d'être beaucoup refroidis. Ils coûtent très peu cher parce qu'ils sont faciles à fabriquer, mais ils ne refroidissent pas très bien.
Dissipateurs thermiques forgés
Ils sont fabriqués en pressant de l'aluminium ou du cuivre dur pour leur donner une forme. On peut faire beaucoup de choses de cette manière et cela ne coûte pas cher. Ils fonctionnent bien, mais ne permettent pas de nombreuses options de conception.
Dissipateurs thermiques usinés CNC
Cette méthode permet de réaliser des formes très détaillées et complexes. Elles refroidissent très bien, mais cela coûte cher et prend du temps, ce qui ne permet pas de fabriquer rapidement un grand nombre de pièces.
Classification des dissipateurs thermiques refroidis par eau
Cette classification peut sembler confuse, mais elle correspond simplement à trois types : les dissipateurs de chaleur en métal solide, les dissipateurs de chaleur avec dispositifs à deux phases et les dissipateurs de chaleur qui utilisent un liquide pompé.
Dissipateurs thermiques en métal massif
Ces dissipateurs thermiques ont une base solide qui absorbe la chaleur et des ailettes métalliques qui envoient la chaleur dans l'air ambiant. La base et les ailettes peuvent être fabriquées à partir de différents métaux, comme le cuivre ou l'aluminium, en particulier pour l'électronique. Il s'agit généralement des dissipateurs thermiques les moins chers.
Dissipateur thermique à liquide pompé
Ces dissipateurs de chaleur utilisent une pompe pour éloigner le liquide de la partie chaude. Le liquide se dirige vers une plaque froide qui touche la source de chaleur, puis retourne vers les ailettes pour se refroidir. Cette méthode refroidit très bien, mais elle est la moins fiable pour l'électronique.
Dissipateur thermique biphasé
Les dissipateurs thermiques à deux phases utilisent des dispositifs tels que des chambres à vapeur et des caloducs pour mieux transporter la chaleur. Ces dispositifs transportent très bien la chaleur, de sorte que votre dissipateur thermique fonctionne mieux dans l'ensemble. Les caloducs déplacent la chaleur de la partie chaude vers des ailettes plus éloignées.
Les chambres à vapeur diffusent la chaleur à travers la base pour refroidir les ailettes situées à proximité. Ces dissipateurs de chaleur sont presque aussi fiables que les dissipateurs en métal massif, mais coûtent un peu plus cher.
Matériaux du dissipateur thermique
Comme indiqué précédemment, les dissipateurs thermiques sont généralement fabriqués en aluminium et en cuivre. Voici plus de détails :
Dissipateur thermique en aluminium
L'aluminium est léger, facile à fabriquer et peu coûteux. C'est pourquoi il constitue un excellent choix pour la plupart des dissipateurs thermiques. Les types les plus courants sont les alliages 6061 et 6063, mais les types plus purs comme 1050 et 1100 déplacent la chaleur un peu mieux. L'aluminium déplace la chaleur environ deux fois moins bien que le cuivre. Cela signifie que la chaleur ne peut pas se déplacer aussi loin de la partie chaude à travers la base du dissipateur thermique.
Dissipateur thermique en cuivre
Le cuivre évacue beaucoup mieux la chaleur, environ deux fois plus que l'aluminium. On utilise le cuivre lorsqu'on a besoin d'un meilleur refroidissement. Un type de cuivre couramment utilisé est appelé CDA110.
Mais le cuivre est plus lourd, environ trois fois plus lourd, et coûte deux fois plus cher que l'aluminium. Il fonctionne également un peu plus lentement que l'aluminium. Certains dissipateurs thermiques mélangent les deux métaux : le cuivre pour la base et l'aluminium pour les ailettes.
À quoi peuvent servir les dissipateurs de chaleur ?
Les dissipateurs de chaleur sont importants pour maintenir les pièces de votre PC, comme les CPU et les GPUcool. Mais vous pouvez également utiliser les dissipateurs de chaleur pour bien d'autres choses, par exemple :
- Cartes mères
- Disques durs et relais
- Transistors de puissance
- Cartes de circuits imprimés (PCB)
- Ordinateurs portables à l'intérieur ou à l'extérieur
- Amplificateurs
Comment choisir le bon dissipateur thermique
Lorsque vous souhaitez sélectionner les meilleurs types de dissipateurs thermiques pour un ordinateur, vous devez tenir compte de votre configuration et de la quantité de refroidissement dont vous avez besoin. La première étape consiste à comprendre certains éléments de base de votre appareil.
Voici ce à quoi vous devez penser lorsque vous choisissez des types de dissipateurs de chaleur pour CPU ou d'autres dissipateurs de chaleur :
- Quelle est la consommation d'énergie de votre pièce ? C'est ce qu'on appelle le TDP (Thermal Design Power). Elle indique la chaleur maximale que votre CPU ou GPU peut produire en watts. Cela vous permet de savoir à quel point ils peuvent chauffer lorsqu'ils travaillent dur.
- Votre processeur est-il froid ou d'autres éléments doivent-ils l'être pour donner le meilleur d'eux-mêmes ?
- De quel espace disposez-vous pour placer le dissipateur thermique ? Les dissipateurs de chaleur existent en plusieurs tailles, de la plus petite à la plus grande.
- Quel type ou forme de dissipateur thermique refroidira le mieux votre ordinateur ?
- Que vous ayez besoin d'un dissipateur thermique actif (avec des ventilateurs ou des pièces mobiles) ou passif (sans pièces mobiles).
- Combien d'argent voulez-vous dépenser pour votre dissipateur thermique ?
Conclusion
Le choix du bon dissipateur thermique dépend de ce dont vous avez besoin pour votre appareil. Pensez à la quantité de chaleur que vous devez évacuer, à l'espace dont vous disposez et à votre budget.
Si vous avez besoin d'aide pour choisir ou concevoir le bon dissipateur thermique, veuillez contacter DEK aujourd'hui. Nous proposons des solutions de dissipation thermique personnalisées, adaptées à vos besoins.
