Tipi di dissipatori di calore: Quale scegliere?

Quando i dispositivi elettronici si surriscaldano, occorre qualcosa per raffreddarli. È qui che i dissipatori di calore sono utili. Ma non tutti i dissipatori sono uguali.

Esistono molti tipi di dissipatori di calore, ognuno dei quali funziona meglio in situazioni diverse. In questo post, imparerete a conoscere i tipi più comuni in modo da poter scegliere quello giusto per il vostro progetto.

Che cos'è un dissipatore di calore?

Un dissipatore di calore aiuta a mantenere fresco il dispositivo. Assorbe il calore dalle parti calde, come la CPU, e lo distribuisce. Di solito è realizzato in metallo, come alluminio o rame.

Il calore si sposta dal pezzo al dissipatore toccandolo, il che si chiama conduzione. Poi il calore passa all'aria attraverso un processo chiamato convezione. A volte una ventola aiuta a spostare l'aria più velocemente; questo processo è chiamato convezione forzata. Se non c'è una ventola, l'aria si muove da sola: è la convezione naturale.

I dissipatori di calore sono dotati di alette che aumentano la superficie in modo che il calore possa circolare nell'aria. In questo modo si evita il surriscaldamento del dispositivo.

Come funziona un dissipatore di calore?

Quando le parti elettroniche funzionano, si scaldano perché l'elettricità le attraversa. È necessario eliminare questo calore per evitare che le parti si surriscaldino e si rompano. Un dissipatore di calore aiuta ad assorbire il calore e a distribuirlo su un'area più ampia, in modo che il calore possa essere disperso meglio nell'aria.

Si allega il dissipatore di calore alla parte calda utilizzando un materiale speciale come la pasta termica o un pad. Questo materiale aiuta a spostare il calore dal componente al dissipatore di calore.

Dopo che il calore si è spostato nel dissipatore, si raffredda spostandosi nell'aria circostante. Quanto più grande è la superficie del dissipatore di calore, tanto meglio si raffredda.

Un buon raffreddamento è molto importante per l'elettronica e i dissipatori di calore ne sono una parte fondamentale.

Classificazione dei dissipatori di calore in base al flusso d'aria

Le due principali categorie di dissipatori di calore sono le seguenti:

Dissipatore di calore passivo

Un dissipatore di calore passivo non utilizza una ventola o un altro flusso d'aria forzato. È più affidabile perché non ha parti in movimento. Ad esempio, a volte il dissipatore di calore fa parte dell'involucro del dispositivo. Il calore si sposta dalle parti che si surriscaldano alle pareti del case. Queste pareti sono solitamente dotate di alette che toccano l'aria esterna per favorire il raffreddamento.

Dissipatore di calore attivo

Un dissipatore di calore attivo ha un dispositivo alimentato, come una ventola o un soffiatore, vicino alla superficie del dissipatore. Può anche utilizzare un liquido pompato per trasportare il calore. Poiché spinge l'aria o il liquido sulle alette, il raffreddamento è migliore. Ciò significa che il dissipatore di calore può essere più piccolo e più leggero.

Classificazione dei dissipatori di calore in base alla produzione

Vediamo 6 tipi comuni di dissipatori di calore in base al processo di produzione:

Dissipatori di calore estrusi

La maggior parte dei dissipatori di calore è realizzata spingendo l'alluminio attraverso un foro sagomato. Questo metodo funziona per molti usi. Il costo è basso e i dissipatori possono essere facilmente adattati alle proprie esigenze. Le prestazioni possono essere basse o alte, ma si possono realizzare solo nella misura in cui la macchina lo consente.

Dissipatori di calore incollati

Di solito si utilizzano quando si ha bisogno di grandi dissipatori di calore. È possibile mescolare metalli diversi per la base e le alette, come ad esempio alluminio e rame. Questo aiuta il dissipatore a lavorare meglio senza appesantirlo. Funzionano bene, ma costano molto.

Dissipatori di calore a scaglie

Questi dissipatori di calore sono realizzati da un unico pezzo di rame solido. Possono essere progettati in molte forme e hanno molte alette sottili. In questo modo si ottiene una maggiore superficie di raffreddamento. Funzionano abbastanza bene, ma sono pesanti e devono essere posizionati con attenzione.

Dissipatori di calore stampati

In questo caso, le alette metalliche vengono pressate e poi fissate alla base. Si utilizzano per i dispositivi che non hanno bisogno di essere raffreddati. Costano poco perché sono facili da realizzare, ma non raffreddano molto bene.

Dissipatori di calore forgiati

Si ottengono pressando l'alluminio o il rame in forma dura. Si possono realizzare molte cose in questo modo e non costano molto. Funzionano bene, ma non consentono molte opzioni di design.

Dissipatori di calore lavorati a CNC

Con questo metodo si possono realizzare forme molto dettagliate e complesse. Si raffreddano molto bene, ma costa molto e richiede tempo, quindi non va bene per fare molti pezzi in fretta.

Classificazione dei dissipatori di calore raffreddati ad acqua

Questa classificazione può sembrare confusa, ma indica solo tre tipi: dissipatori di calore in metallo solido, dissipatori di calore con dispositivi bifase e dissipatori di calore che utilizzano liquidi pompati.

Dissipatori di calore in metallo solido

Questi dissipatori di calore hanno una base solida che assorbe il calore e alette metalliche che lo trasmettono all'aria circostante. La base e le alette possono essere realizzate in metalli diversi, come il rame o l'alluminio, soprattutto per l'elettronica. Questi sono di solito i dissipatori di calore più economici.

Dissipatore di calore a liquido pompato

Questi dissipatori di calore utilizzano una pompa per allontanare il liquido dalla parte calda. Il liquido passa a una piastra fredda che tocca la fonte di calore, quindi torna alle alette per raffreddarsi. Questo metodo raffredda molto bene, ma è il meno affidabile per l'elettronica.

Dissipatore di calore bifase

I dissipatori di calore bifase utilizzano dispositivi come camere di vapore e tubi di calore per contribuire a spostare meglio il calore. Questi dispositivi trasportano molto bene il calore e quindi il dissipatore funziona meglio in generale. I tubi di calore spostano il calore dalla parte calda alle alette più lontane.

Le camere di vapore diffondono il calore attraverso la base per raffreddare le alette vicine. Questi dissipatori di calore sono affidabili quasi quanto quelli in metallo massiccio, ma costano un po' di più.

Materiali del dissipatore di calore

Come già detto, i dissipatori di calore sono solitamente realizzati in alluminio e rame. Ecco ulteriori dettagli:

Dissipatore di calore in alluminio

L'alluminio è leggero, facile da produrre e non costa molto. Ecco perché è un'ottima scelta per la maggior parte dei dissipatori di calore. I tipi più comuni si chiamano leghe 6061 e 6063, ma i tipi più puri, come il 1050 e il 1100, spostano il calore un po' meglio. L'alluminio sposta il calore circa la metà rispetto al rame. Ciò significa che il calore non riesce a spostarsi dalla parte calda attraverso la base del dissipatore.

Dissipatore di calore in rame

Il rame sposta il calore molto meglio, circa due volte meglio dell'alluminio. Si usa il rame quando è necessario un raffreddamento migliore. Un tipo di rame comunemente utilizzato è chiamato CDA110.

Ma il rame è più pesante, circa tre volte, e costa il doppio dell'alluminio. Inoltre, funziona un po' più lentamente dell'alluminio. Alcuni dissipatori di calore mescolano i due metalli: rame per la base e alluminio per le alette.

A cosa possono servire i dissipatori di calore?

I dissipatori di calore sono importanti per mantenere le parti del PC, come CPU e GPU, fresco. Ma è possibile utilizzare i dissipatori di calore anche per molte altre cose, ad esempio:

• Schede madri
• Unità e relè a stato solido
• Transistor di potenza
• Schede a circuito stampato (PCB)
• Laptop interni o esterni
• Amplificatori

Come scegliere il giusto dissipatore di calore

Quando si desidera selezionare i migliori tipi di dissipatore di calore per un computer, è necessario pensare alla propria configurazione e alla quantità di raffreddamento necessaria. Il primo passo consiste nel comprendere alcune nozioni di base sul dispositivo.

Ecco cosa si deve pensare quando si scelgono i tipi di dissipatori di calore per CPU o altri dissipatori di calore:

• Quanta potenza consuma il vostro componente? Questo dato è chiamato TDP (Thermal Design Power). Indica il calore massimo che la CPU o la GPU possono produrre in watt. In questo modo è possibile sapere quanto può scaldarsi quando si lavora intensamente.
• Quanto è fredda la CPU o è necessario che lo siano anche altri componenti per funzionare al meglio?
• Quanto spazio avete a disposizione per il dissipatore di calore? I dissipatori di calore sono disponibili in diverse dimensioni, da quelle più piccole a quelle più grandi.
• Quale forma o design del dissipatore di calore raffredda meglio il computer?
• Se avete bisogno di un dissipatore attivo (con ventole o parti mobili) o passivo (senza parti mobili).
• Quanto volete spendere per il vostro dissipatore di calore?

Conclusione

La scelta del dissipatore di calore giusto dipende dalle esigenze del dispositivo. Pensate alla quantità di calore che dovete eliminare, allo spazio che avete a disposizione e al vostro budget.

Se avete bisogno di aiuto per la scelta o la progettazione del dissipatore di calore giusto, contattate DEK oggi. Offriamo soluzioni di dissipazione del calore personalizzate per le vostre esigenze.