Kako poboljšati termičke performanse LED hladnjaka s pin fin

Poslednjih godina, funkcija vrhunske FPGA se brzo razvila do neviđene visine. Nažalost, brzi razvoj funkcija povećao je i zahtjeve za odvođenjem topline. Stoga su dizajnerima potrebni efikasniji hladnjaci kako bi osigurali dovoljnu potražnju za hlađenjem za integrirana kola.

Kako bi ispunili gore navedene zahtjeve, dobavljači upravljanja toplinom su lansirali niz dizajna hladnjaka visokih performansi koji mogu pružiti jači efekat hlađenja pod datim kapacitetom. Radijator sa iglicama u obliku roga jedna je od važnijih tehnologija uvedenih posljednjih godina. Ovaj radijator je prvobitno dizajniran za FPGA hlađenje, a neke od njegovih karakteristika ga čine posebno pogodnim za obično FPGA okruženje.

Hladnjak sa iglicama u obliku roga opremljen je nizom cilindričnih iglica. Kao što je prikazano na slici ispod, ove igle su raspoređene prema van kao rebra hladnjaka. Zbog svoje jedinstvene fizičke strukture, hladnjak sa iglama u obliku roga optimiziran je za okruženje srednjeg i malog protoka zraka, što može postići neviđeni efekat hlađenja u ovom okruženju.

Niska termička otpornost hladnjaka sa iglicama uglavnom ima koristi od sljedećih karakteristika: cilindričnog igla, svesmjerne strukture niza iglica i njegove velike površine, kao i visoke toplinske provodljivosti baze i igle, koje pomažu u poboljšanju performansi topline umivaonik. U poređenju sa kvadratnim ili pravougaonim lamelama, otpor cilindričnih klinova na protok vazduha je nizak, a višesmerna struktura niza iglica pomaže da okolni vazduh ulazi i izlazi iz niza pinova.

Da bi se postigao značajan efekat hlađenja, hladnjak mora imati dovoljnu površinu. Inače, ako je površina premala, hladnjak ne može emitovati dovoljno topline. Međutim, to će ometati protok zraka i smanjiti toplinske performanse. Ovo je inherentna kontradikcija sa kojom se termički inženjeri moraju suočiti kada dizajniraju vertikalni hladnjak.

Savijanjem igle prema van, igla rog efektivno prevazilazi kontradikciju između površine i gustine igle. Ova metoda uvelike povećava razmak između pinova ispod date površine. Zbog toga, strujanje okolnog zraka može lakše ući i izaći iz niza pinova. Površina hladnjaka je izložena zraku sa većim protokom, a rasipanje topline je znatno povećano. Ovo poboljšanje je posebno evidentno kada je brzina strujanja vazduha niska, jer što je sporija brzina protoka vazduha, to je okolnom vazduhu teže da uđe u niz inova hladnjaka. Stoga je rashladni hladnjak s iglom sire najprikladniji u okruženju niske brzine strujanja zraka.