Desain sirip berbentuk tanduk dapat meningkatkan efisiensi pembuangan panas dari heat sink sirip pin
Desain sirip berbentuk tanduk dapat meningkatkan efisiensi pembuangan panas dari heat sink pin sirip.
Dalam beberapa tahun terakhir, fungsi FPGA mutakhir telah berkembang pesat ke tingkat yang belum pernah terjadi sebelumnya. Sayangnya, perkembangan fungsi yang cepat juga meningkatkan permintaan untuk pembuangan panas. Oleh karena itu, desainer membutuhkan heat sink yang lebih efisien untuk menyediakan kebutuhan pendinginan yang cukup untuk sirkuit terpadu.
Untuk memenuhi kebutuhan di atas, pemasok manajemen termal telah memperkenalkan berbagai solusi desain heat sink berkinerja tinggi yang dapat memberikan efek pendinginan yang lebih kuat di bawah kapasitas tertentu. Radiator sirip pin berbentuk tanduk adalah salah satu teknologi penting yang diperkenalkan dalam beberapa tahun terakhir. Jenis heat sink ini awalnya dirancang untuk pendinginan FPGA, dan beberapa karakteristiknya membuatnya sangat cocok untuk lingkungan FPGA biasa.
Pendinginan dan manajemen aliran udara yang lebih baik.
heat sink sirip pin berkobar dilengkapi dengan rangkaian pin silinder. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, pin ini berfungsi sebagai sirip untuk heat sink dan disusun dalam bentuk miring ke luar. Karena struktur fisiknya yang unik, heat sink pin sirip berbentuk tanduk dioptimalkan untuk lingkungan aliran udara berkecepatan rendah dan sedang, dan dapat mencapai efek pendinginan yang belum pernah terjadi sebelumnya di lingkungan ini. Bahan dari heat sink jenis ini bisa tembaga atau aluminium, dan tapaknya berkisar dari 0,54x0,54 inci hingga 2,05x2,05 inci, dan tingginya berkisar dari kurang dari setengah inci hingga lebih dari satu inci. Ukuran ini dapat memenuhi persyaratan berbagai ukuran FPGA.
Heat sink pin sirip berbentuk tanduk merupakan pengembangan turunan dari heat sink tradisional, dan sirip tradisional disusun secara vertikal (lihat Gambar 2). Untuk memahami karakteristik pendinginan heat sink pin sirip berbentuk tanduk, pertama-tama kita harus memahami sifat pendinginan radiator tradisional. Kinerja pendinginan heat sink tradisional juga sangat baik, terutama tercermin dalam ketahanan termal yang rendah. Satuan ketahanan termal adalah °C/W, yang digunakan untuk mengukur jumlah derajat Celcius (lebih tinggi dari suhu sekitar) yang digunakan perangkat per watt daya untuk menyebabkan suhu naik.
Resistensi termal yang rendah dari heat sink pin-fin tradisional terutama disebabkan oleh karakteristik berikut: pin silinder, struktur omnidirectional dari susunan pin dan luas permukaannya yang besar, dan konduktivitas termal yang tinggi dari alas dan pin, dll. Membantu meningkatkan kinerja unit pendingin. Dibandingkan dengan sirip persegi atau persegi panjang, pin silinder memiliki ketahanan yang lebih rendah terhadap aliran udara. Digabungkan dengan struktur omnidirectional dari pin array, ini membantu aliran udara di sekitarnya untuk masuk dan keluar dari pin array dengan mudah.
Untuk mencapai efek pendinginan yang signifikan, unit pendingin harus memiliki luas permukaan yang cukup, jika tidak, jika luas permukaan terlalu kecil, unit pendingin tidak dapat membuang panas yang cukup. Pada saat yang sama, jika luas permukaan unit pendingin lebih besar (semakin banyak pin yang dikandungnya), semakin sulit bagi aliran udara di sekitarnya untuk memasuki susunan pin. Sayangnya, jika unit pendingin tidak sepenuhnya terkena aliran udara di sekitarnya, tidak peduli seberapa besar luas permukaannya, unit ini tidak akan dapat menghilangkan panas secara efektif.
Perbesar jarak pin untuk memungkinkan udara bersirkulasi dengan lebih mudah. Kecepatan udara melewati unit pendingin harus mendekati kecepatan udara memasuki unit pendingin.
Dengan membuat pengaturan pin lebih kompak untuk meningkatkan luas permukaan, kinerja pendinginan unit pendingin dapat ditingkatkan. Namun, hal itu akan menghambat aliran udara, sehingga mengurangi kinerja pembuangan panas. Ini adalah kontradiksi inheren yang harus dihadapi pemasok saat merancang heat sink pin vertikal.
Namun, dengan menekuk pin ke luar, pin berbentuk tanduk secara efektif mengatasi kontradiksi antara luas permukaan dan kepadatan pin. Metode ini sangat meningkatkan jarak antara pin di area tertentu. Oleh karena itu, aliran udara di sekitarnya dapat masuk dan keluar dari susunan pin dengan lebih nyaman. Permukaan heat sink terkena udara dengan laju aliran yang lebih cepat, dan kapasitas pembuangan panas juga sangat meningkat sebagai hasilnya. Peningkatan ini terutama terlihat ketika kecepatan aliran udara rendah, karena semakin lambat kecepatan aliran udara, semakin sulit bagi udara di sekitarnya untuk memasuki susunan pin heat sink. Oleh karena itu, heat sink pin berbentuk tanduk paling cocok untuk lingkungan dengan kecepatan udara rendah.
