ప్రతి విద్యుత్ మరియు ఎలక్ట్రానిక్ భాగం ఒక సర్క్యూట్లో కొంత మొత్తంలో వేడిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, అయితే విద్యుత్ సరఫరాను అందించడం ద్వారా సర్క్యూట్ అమలు అవుతుంది. సాధారణంగా అధిక-శక్తి సెమీకండక్టింగ్ పరికరాలు పవర్ ట్రాన్సిస్టర్లు మరియు ఆప్టో ఎలక్ట్రానిక్స్ వంటివి కాంతి ఉద్గార డయోడ్లు , లేజర్‌లు గణనీయమైన మొత్తంలో వేడిని ఉత్పత్తి చేస్తాయి మరియు ఈ భాగాలు వేడిని వెదజల్లడానికి సరిపోవు, ఎందుకంటే వాటి వెదజల్లే సామర్థ్యం గణనీయంగా తక్కువగా ఉంటుంది.
ఈ కారణంగా, భాగాలను వేడి చేయడం అకాల వైఫల్యానికి దారితీస్తుంది మరియు మొత్తం సర్క్యూట్ లేదా సిస్టమ్ పనితీరు యొక్క వైఫల్యానికి కారణం కావచ్చు. కాబట్టి, ఈ ప్రతికూల అంశాలను జయించటానికి, శీతలీకరణ ప్రయోజనం కోసం హీట్ సింక్లను అందించాలి.
హీట్ సింక్ అంటే ఏమిటి?
హీట్ సింక్
హీట్ సింక్ అనేది ఎలక్ట్రానిక్ భాగం లేదా ఒక పరికరం ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్ ఇది ఒక సర్క్యూట్ యొక్క ఇతర భాగాల నుండి (ప్రధానంగా పవర్ ట్రాన్సిస్టర్ల నుండి) చుట్టుపక్కల మాధ్యమంలోకి వేడిని చెదరగొడుతుంది మరియు వాటి పనితీరు, విశ్వసనీయతను మెరుగుపరచడానికి వాటిని చల్లబరుస్తుంది మరియు భాగాల అకాల వైఫల్యాన్ని కూడా నివారిస్తుంది. శీతలీకరణ ప్రయోజనం కోసం, ఇది అభిమాని లేదా శీతలీకరణ పరికరాన్ని కలిగి ఉంటుంది.
హీట్ సింక్ సూత్రం
ఫోరియర్ యొక్క ఉష్ణ ప్రసరణ నియమం ప్రకారం, శరీరంలో ఉష్ణోగ్రత ప్రవణత ఉంటే, అప్పుడు వేడి అధిక-ఉష్ణోగ్రత ప్రాంతం నుండి అనుమతించే-ఉష్ణోగ్రత ప్రాంతానికి బదిలీ అవుతుంది.మరియు, దీనిని సమావేశం, రేడియేషన్ మరియు మూడు వేర్వేరు మార్గాల్లో సాధించవచ్చు. ప్రసరణ.
హీట్ సింక్ సూత్రం
వేర్వేరు ఉష్ణోగ్రత కలిగిన రెండు వస్తువులు ఒకదానితో ఒకటి సంబంధంలోకి వచ్చినప్పుడు, అధిక-వేడి వస్తువు యొక్క వేగంగా కదిలే అణువులు చల్లగా ఉండే వస్తువుల నెమ్మదిగా కదిలే అణువులతో ide ీకొనడానికి కారణమవుతాయి మరియు తద్వారా ఉష్ణ శక్తిని శీతల వస్తువుకు బదిలీ చేస్తుంది , మరియు దీనిని ఉష్ణ వాహకత అంటారు.
అదేవిధంగా, హీట్ సింక్ అధిక-ఉష్ణోగ్రత భాగం నుండి గాలి, నీరు, చమురు వంటి తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత మాధ్యమానికి వేడి లేదా ఉష్ణ శక్తిని బదిలీ చేస్తుంది. సాధారణంగా గాలిని తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత మాధ్యమంగా ఉపయోగిస్తారు మరియు నీటిని మాధ్యమంగా ఉపయోగిస్తే, అప్పుడు దీనిని కోల్డ్ ప్లేట్ అని పిలుస్తారు.
హీట్ సింక్ రకాలు
హీట్ సింక్లు వేర్వేరు ప్రమాణాల ఆధారంగా వేర్వేరు వర్గాలుగా వర్గీకరించబడతాయి. క్రియాశీల హీట్ సింక్లు మరియు నిష్క్రియాత్మక హీట్ సింక్లు అనే ప్రధాన రకాలను పరిశీలిద్దాం.
హీట్ సింక్ రకాలు
యాక్టివ్ హీట్ సింక్లు
ఇవి సాధారణంగా అభిమాని రకం మరియు శీతలీకరణ ప్రయోజనం కోసం శక్తిని ఉపయోగిస్తాయి. వీటిని హీట్ సింక్ లేదా ఫ్యాన్స్ అని కూడా పిలుస్తారు. అభిమానులను బంతి బేరింగ్ రకం మరియు స్లీవ్ బేరింగ్ రకం అని వర్గీకరించారు. బంతి మోసే మోటారు అభిమానులు వారి పని వ్యవధి ఎక్కువ కావడంతో ప్రాధాన్యతనిస్తారు మరియు దీర్ఘకాలిక వ్యవధికి వచ్చినప్పుడు అవి చౌకగా ఉంటాయి. ఈ రకమైన హీట్ సింక్ యొక్క పనితీరు అద్భుతమైనది, కానీ దీర్ఘకాలిక అనువర్తనాల కోసం అవి కదిలే భాగాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు కొంచెం ఖరీదైనవి.
నిష్క్రియాత్మక హీట్ సింక్లు
ఇవి యాంత్రిక భాగాలను కలిగి ఉండవు మరియు అల్యూమినియం ఫిన్డ్ రేడియేటర్లతో తయారు చేయబడతాయి. ఇవి ఉష్ణప్రసరణ ప్రక్రియను ఉపయోగించి ఉష్ణ శక్తిని లేదా వేడిని వెదజల్లుతాయి. ఇవి క్రియాశీల హీట్ సింక్ల కంటే చాలా నమ్మదగినవి మరియు నిష్క్రియాత్మక హీట్ సింక్ల సమర్థవంతమైన ఆపరేషన్ కోసం, వాటి రెక్కల మీదుగా నిరంతర గాలి ప్రవాహాన్ని నిర్వహించడానికి సిఫార్సు చేయబడింది.
అల్యూమినియం హీట్ సింక్
హీట్ సింక్లు సాధారణంగా లోహాలతో తయారవుతాయి మరియు అల్యూమినియం హీట్ సింక్‌లో ఉపయోగించే అత్యంత సాధారణ లోహం. ప్రతి లోహం యొక్క ఉష్ణ వాహకత భిన్నంగా ఉంటుందనే వాస్తవం మాకు తెలుసు. లోహం యొక్క ఉష్ణ వాహకత హీట్ సింక్‌లోని ఉష్ణ బదిలీకి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది . అందువలన, లోహం యొక్క ఉష్ణ వాహకత పెరిగితే, అప్పుడు
హీట్ సింక్ యొక్క ఉష్ణ బదిలీ సామర్థ్యం కూడా పెరుగుతుంది.
అల్యూమినియం హీట్ సింక్
అల్యూమినియం యొక్క ఉష్ణ వాహకత 235 W / mK ఇది చౌకైన మరియు తేలికపాటి లోహం. అల్యూమినియం హీట్ సింక్లను ఎక్స్‌ట్రూడెడ్ హీట్ సింక్లు అని కూడా పిలుస్తారు, ఎందుకంటే వాటిని ఎక్స్‌ట్రాషన్ ఉపయోగించి తయారు చేయవచ్చు.
స్టాంప్డ్ హీట్ సింక్లు
ఇవి ఒక నిర్దిష్ట ఆకారాన్ని ఏర్పరచటానికి స్టాంప్ చేయబడిన లోహాలతో తయారు చేయబడతాయి. ఈ స్టాంప్ స్టాంపింగ్ మెషిన్ ద్వారా లోహాన్ని తరలించినప్పుడల్లా హీట్ సింక్లను సృష్టిస్తుంది. ఎక్స్‌ట్రూడెడ్ హీట్ సింక్‌లతో పోలిస్తే ఇవి చౌకగా ఉంటాయి.
ఇవి తక్కువ-శక్తి అనువర్తనాల కోసం ఉపయోగించబడతాయి మరియు అందువల్ల ఇవి పనితీరు తక్కువగా ఉంటాయి.
మ్యాచింగ్ హీట్ సింక్లు
మ్యాచింగ్ ప్రక్రియ ద్వారా ఇవి తయారవుతాయి, ఖచ్చితమైన అంతరాలతో ఇంటర్ రెక్కలను తయారు చేయడానికి పదార్థం యొక్క బ్లాక్‌ను తొలగించడానికి గ్యాంగ్ రంపాన్ని ఉపయోగిస్తారు. తయారీ ప్రక్రియలో చాలా లోహం వృధాగా పోవడంతో ఇవి ఖరీదైనవి.
బాండెడ్-ఫిన్ హీట్ సింక్లు
ఎలక్ట్రిక్ వెల్డింగ్ మరియు వంటి సున్నితమైన పనితీరు అవసరమయ్యే భౌతికంగా పెద్ద అనువర్తనాల కోసం ఇవి తరచుగా ఉపయోగించబడతాయి DC-DC ఇటుక అనువర్తనాలు . ఒక లోహం యొక్క వ్యక్తిగత రెక్కలను హీట్ సింక్ యొక్క స్థావరంతో బంధించడం ద్వారా ఇవి తయారు చేయబడతాయి. థర్మల్ ఎపోక్సీ అనే రెండు పద్ధతులలో ఇది చేయవచ్చు, ఇది ఆర్థికంగా ఉంటుంది మరియు మరొకటి బ్రేజింగ్ ద్వారా ఖరీదైనది.
మడత-ఫిన్ హీట్ సింక్లు
ఈ మడత-ఫిన్ హీట్ సింక్లు పెద్ద ఉపరితల వైశాల్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు మడతపెట్టిన హీట్ సింక్ పదార్థాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు అందువల్ల అవి చాలా ఎక్కువ పనితీరు మరియు చాలా ఎక్కువ హీట్-ఫ్లక్స్ సాంద్రతను కలిగి ఉంటాయి. ఈ సింక్లలో, గాలి ఒక రకమైన వాహిక ద్వారా నేరుగా హీట్ సింక్లలోకి ప్రవహిస్తుంది. తయారీ మరియు డక్టింగ్ ఖర్చు సింక్ యొక్క మొత్తం వ్యయంలో చేర్చబడినందున ఇది మొత్తం ఖరీదైనది.
స్కివ్డ్ హీట్ సింక్లు
ఈ సింక్ల తయారీకి స్కీవింగ్ ప్రక్రియను ఉపయోగిస్తారు, ఇందులో లోహాల యొక్క చక్కటి బ్లాకులను సాధారణంగా రాగిగా తయారు చేస్తారు. అందువల్ల, వీటిని స్కైవ్డ్ హీట్ సింక్లు అంటారు. ఇవి మీడియం నుండి అధిక పనితీరు గల హీట్ సింక్లు.
నకిలీ హీట్ సింక్లు
రాగి మరియు అల్యూమినియం వంటి లోహాలను సంపీడన శక్తులను ఉపయోగించి హీట్ సింక్లను రూపొందించడానికి ఉపయోగిస్తారు. ఈ ప్రక్రియను ఫోర్జింగ్ ప్రాసెస్ అంటారు. అందువల్ల, వాటిని నకిలీ హీట్ సింక్లు అని పిలుస్తారు.
సింగిల్ ఫిన్ అసెంబ్లీ హీట్ సింక్లు
ఇవి తక్కువ బరువు మరియు గట్టి ప్రదేశాలలో వ్యవస్థాపించవచ్చు. వారు తక్కువ నుండి అధిక పనితీరు సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటారు మరియు అనేక అనువర్తనాలకు ఉపయోగించవచ్చు. కానీ పెద్ద లోపం ఏమిటంటే అవి ప్రాంతం ఖరీదైనవి.
స్వేజ్డ్ హీట్ సింక్లు
స్వెజింగ్ అనేది కోల్డ్ వర్కింగ్ ఫోర్జింగ్ ప్రాసెస్, అయితే కొన్నిసార్లు వేడి పని ప్రక్రియగా కూడా చేయవచ్చు, దీనిలో ఒక వస్తువు యొక్క కొలతలు డైగా మార్చబడతాయి. ఇవి చవకైనవి, మధ్యస్థమైనవి మరియు గాలి ప్రవాహ నిర్వహణలో పరిమితం.
ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్లలో హీట్ సింక్ల ప్రాముఖ్యత
- హీట్ సింక్ ఒక నిష్క్రియాత్మక ఉష్ణ వినిమాయకం, మరియు ఇది గాలి వంటి చుట్టుపక్కల (శీతలీకరణ) మాధ్యమంతో సంబంధంలో పెద్ద ఉపరితల వైశాల్యాన్ని కలిగి ఉండేలా రూపొందించబడింది. వాటి ఉష్ణోగ్రతను నియంత్రించడానికి సరిపోని భాగాలు లేదా ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలు లేదా పరికరాలు, శీతలీకరణకు హీట్ సింక్లు అవసరం. ప్రతి మూలకం ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన వేడి లేదా ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్ యొక్క భాగం దాని విశ్వసనీయతను మెరుగుపరచడానికి మరియు భాగం యొక్క అకాల వైఫల్యాన్ని నివారించడానికి వెదజల్లుతుంది.
- ఇది ప్రతి విద్యుత్ మరియు పరిమితుల్లో ఉష్ణ స్థిరత్వాన్ని నిర్వహిస్తుంది ఏదైనా సర్క్యూట్ యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ భాగం లేదా ఏదైనా వ్యవస్థ యొక్క ఎలక్ట్రానిక్స్ భాగాలు. హీట్ సింక్ యొక్క పనితీరు పదార్థం యొక్క ఎంపిక, ప్రోట్రూషన్ డిజైన్, ఉపరితల చికిత్స మరియు గాలి వేగం వంటి అంశాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
- కంప్యూటర్ యొక్క సెంట్రల్ ప్రాసెసింగ్ యూనిట్లు మరియు గ్రాఫిక్ ప్రాసెసర్లు కూడా హీట్ సింక్లను ఉపయోగించడం ద్వారా చల్లబడతాయి. హీట్ సింక్లను హీట్ స్ప్రెడర్స్ అని కూడా పిలుస్తారు, వీటిని కంప్యూటర్ యొక్క మెమరీలో కవర్లుగా ఉపయోగిస్తారు, దాని వేడిని చెదరగొట్టడానికి.
- ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్ల కోసం హీట్ సింక్లు అందించకపోతే, ట్రాన్సిస్టర్లు, వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్లు, ఐసిలు, ఎల్‌ఇడిలు మరియు పవర్ ట్రాన్సిస్టర్లు వంటి భాగాలు విఫలమయ్యే అవకాశం ఉంటుంది. అయితే ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్ టంకం , మూలకాల వేడెక్కడం నివారించడానికి హీట్ సింక్ ఉపయోగించమని సిఫార్సు చేయబడింది.
- హీట్ సింక్లు వేడి వెదజల్లడాన్ని అందించడమే కాకుండా, వేడి ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు వేడిని వెదజల్లడం ద్వారా చేసే ఉష్ణ శక్తి నిర్వహణకు కూడా ఉపయోగిస్తారు. తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల విషయంలో, సర్క్యూట్ యొక్క సరైన ఆపరేషన్ కోసం ఉష్ణ శక్తిని విడుదల చేయడం ద్వారా వేడిని అందించడానికి హీట్ సింక్లు ఉద్దేశించబడతాయి.
హీట్ సింక్ ఎంపిక
హీట్ సింక్ ఎంపిక కోసం మేము ఈ క్రింది గణిత గణనలను పరిగణించాలి:
పరిగణించండి
ప్ర: వాట్‌లో వేడి వెదజల్లే రేటు
T_j: 0C లో పరికరం యొక్క గరిష్ట జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రత
T_c: 0C లో పరికరం యొక్క కేస్ ఉష్ణోగ్రత
T_a: 0C వద్ద పరిసర గాలి ఉష్ణోగ్రత
T_s: హీట్ సింక్ యొక్క గరిష్ట ఉష్ణోగ్రత 0C లో పరికరానికి చాలా చక్కగా ఉంటుంది
థర్మల్ రెసిస్టెన్స్ ద్వారా ఇవ్వవచ్చు
R = ∆T / Q.
విద్యుత్ నిరోధకత ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది
R_e = ∆V / I.
పరికరం యొక్క జంక్షన్ మరియు కేసు మధ్య ఉష్ణ నిరోధకత ఇవ్వబడుతుంది
R_jc = (∆T_jc) / Q.
సింక్ నిరోధకత కేసు
R_cs = (_T_cs) / Q.
సింక్ టు యాంబియంట్ రెసిస్టెన్స్ ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది
R_sa = (∆T_sa) / Q.
అందువలన, జంక్షన్ టు యాంబియంట్ రెసిస్టెన్స్ ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది
R_ja = R_jc + R_cs + R_sa = (T_j-T_a) / Q
ఇప్పుడు, హీట్ సింక్ యొక్క అవసరమైన ఉష్ణ నిరోధకత
R_sa = (T_j-T_a) / Q-R_jc-R_cs
పై సమీకరణంలో T_j, Q మరియు R_jc యొక్క విలువలు తయారీదారుచే నిర్ణయించబడతాయి మరియు T_a మరియు R_c ల విలువలు వినియోగదారు నిర్వచించబడతాయి.
అందువల్ల, అప్లికేషన్ కోసం హీట్ సింక్ యొక్క ఉష్ణ నిరోధకత పైన లెక్కించిన R_sa కన్నా తక్కువ లేదా సమానంగా ఉండాలి.
హీట్ సింక్‌ను ఎంచుకునేటప్పుడు, హీట్ సింక్లకు అనుమతించే థర్మల్ బడ్జెట్, వాయు ప్రవాహ పరిస్థితి (సహజ ప్రవాహం, తక్కువ ప్రవాహం మిశ్రమ, అధిక ప్రవాహ బలవంతపు ఉష్ణప్రసరణ) వంటి వివిధ పారామితులను పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి.
అవసరమైన ఉష్ణ నిరోధకత ద్వారా వాల్యూమెట్రిక్ థర్మల్ నిరోధకతను విభజించడం ద్వారా హీట్ సింక్ యొక్క పరిమాణాన్ని నిర్ణయించవచ్చు. వాల్యూమెట్రిక్ థర్మల్ రెసిస్టెన్స్ పరిధి క్రింద చూపిన పట్టికలో ఉంది.
థర్మల్ రెసిస్టెన్స్ ఆధారంగా హీట్ సింక్‌ను ఎన్నుకోవటానికి ఉదాహరణగా అల్యూమినియం హీట్ సింక్ మరియు థర్మల్ రెసిస్టెన్స్ పరిమాణంలో వైవిధ్యాన్ని క్రింది గ్రాఫ్ చూపిస్తుంది.
ఏరియా vs హీట్ సింక్ యొక్క థర్మల్ రెసిస్టెన్స్
ఈ వ్యాసం హీట్ సింక్, వివిధ రకాల హీట్ సింక్లు మరియు ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్లలో హీట్ సింక్ యొక్క ప్రాముఖ్యత గురించి క్లుప్తంగా చర్చిస్తుంది. ఇంకా కావాలంటేహీట్ సింక్లకు సంబంధించిన సమాచారం, దయచేసి మీ ప్రశ్నలను పోస్ట్ చేయండిక్రింద వ్యాఖ్యానిస్తున్నారు.
ఫోటో క్రెడిట్స్:
- ద్వారా హీట్ సింక్ ecnmag
- ద్వారా హీట్ సింక్ సూత్రం స్ట్రీకామ్
- ద్వారా హీట్ సింక్ రకాలు ఎలక్ట్రానిక్స్-శీతలీకరణ
- అల్యూమినియం హీట్ సింక్ బై స్పెషల్‌కెమ్ 4 పాలిమర్స్
- ఏరియా vs హీట్ సింక్ యొక్క థర్మల్ రెసిస్టెన్స్ designworldonline
