Vybíráte chladič a nechcete to „přepálit“?

Na počátku návrhu máme volnou ruku při výběru tvaru chladiče, i když logický požadavek ve většině případů je, aby byl, pokud se jedná o menší chladič určený pro montáž na DPS, co nejmenší resp. zabíral co nejméně místa na DPS.

Na druhou stranu máme často tvar víceméně předdefinován požadavky aplikace, zvláště pokud je to chladič, který má být viditelný, např. jako zadní strana přístroje. V tomto případě je jeho velikost určena předem, tepelné vlastnosti ovlivníme zejména výškou a hustotou žeber daného chladiče.

Jaké máme možnosti při výběru chladiče?

1) Pokud se jedná o jednotky až desítky Wattů, které potřebujeme rozptýlit, obvykle padne volba na
standardní typy chladičů jako např. na obrázku (1)

2) Pokud se jedná o desítky až stovky Wattů a současně potřebujeme zabrat co nejmenší prostor, je v tom případě lepším řešením chlazení pomocí chladících agregátů, případně pomocí chladičů pro vodní chlazení (2):

Agregáty i vodní chlazení jsou velmi účinným řešením. Tento typ chlazení má samozřejmě i své nevýhody jako např. zvýšenou hlučnost kvůli ventilátoru, postupně klesající účinnost působením prachu, limitovanou životnost ventilátoru. Vodní chlazení je pak kapitola sama o sobě a využívá se zejména při velkých výkonech a velké hustotě polovodičů na DPS.

Nejčastější volbou jsou proto standardní profily chladičů, přičemž samozřejmě i zde si můžeme pomoci ventilátorem, podobně jako to známe např. u PC procesorů.

Co rozumíme pod pojmem standardní profil?

Odpověď je jednoduchá - jsou to chladiče mnoha rozdílných tvarů a velikostí, které jsou však běžně dostupné jako standardní výrobek výrobce. Nejde tedy o zcela nový tvar chladiče podle specifických potřeb na objednávku.

Můžeme si objednat i nový chladič dle vlastního designu?

Ano můžeme. Dokonce je to relativně běžná, i když dražší záležitost. Takové chladiče se obvykle vyrábějí frézováním z plného hliníkového bloku, takže při návrhu je třeba respektovat požadavky a možnosti technologie frézování. V těchto případech nám výrobce ochotně poradí, na co si máme dát pozor.

Existuje i hybrid mezi standardním chladičem a vlastním designem?

Ano, obvykle nejlepší volbou je, pokud využijeme některý z množství standardních profilů a necháme si jej upravit u výrobce podle vlastních požadavků. Mezi nejběžnější požadavky patří úprava rozměru, frézování, odfrézování některých (např. krajních) žeber, vrtání různých otvorů případně i se závitem apod. Obyčejně se taková úprava přímo u výrobce vyplatí již od několika desítek či stovek kusů.

Potřebujeme povrchovou úpravu chladiče?

Povrchová úprava má nejen estetickou, ale i praktickou funkci, jak jsme shrnuli v našem článku Jakou povrchovou úpravu chladiče zvolit?

Hliník, i když má dobrou tepelnou vodivost, má bez povrchové úpravy výjimečně nízkou emisivitu. V uzavřených zařízeních s malým pohybem vzduchu, kde hraje hlavní roli vyzařování tepla, může mít černě eloxovaný chladič i dvojnásobnou účinnost oproti hliníkovému chladiči bez povrchové úpravy. Jelikož je povrchová úprava černým eloxem relativně levná, je to velmi vhodná úprava z estetického i praktického hlediska.

Podle čeho vybereme ideální velikost chladiče?

Tepelný odpor chladiče Rth udávaný v K/W v podstatě hovoří o kolik Kelvinů (°C) vzroste teplota chladiče, pokud jej budeme ohřívat výkonem 1Watt. Detailní výpočet teplotních poměrů vám přineseme v budoucnu v samostatném článku.

Každý standardní profil má uveden graf Rth v závislosti na délce. Jak vidíme, graf je logaritmický, ne lineární. Zjednodušeně řečeno je to i proto, že délka základny a tím i tepelná vodivost v podélném směru je limitována.

Z toho je jasné, že nemá význam příliš zvyšovat délku chladiče nad určitou mez. Pokud potřebujeme nižší Rth, je vhodnější použít širší profil, případně s vyššími žebry.

Pokud máte i další otázky, na které hledáte odpověď, nebo pokud máte zájem o jakékoliv chladiče od společnosti Fischer elektronik, rádi vám poradíme s výběrem na adrese info@soselectronic.cz