Qu'est-ce qu'un dissipateur thermique ? Principes des dissipateurs thermiques

Émetteurs de chaleur, également connus sous le nom de chambres de vapeur ou de plaques de température uniforme, sont des dispositifs conçus pour distribuer rapidement la chaleur sur une surface pour obtenir une température quasi uniforme.

Structure et Composition

Un dissipateur thermique typique apparaît sous forme de plaque plate et contient une cavité interne fermée remplie d'un fluide de travail. Selon sa conception et son application, l'intérieur peut inclure:

• Structures capillaires– pour faciliter le déplacement des fluides
  
• Cavités ouvertes sans capillaires– s'appuyant sur la dynamique de la vapeur
  

Le choix du fluide de travail dépend de l'environnement de fonctionnement. Les matériaux couramment utilisés pour les dissipateurs thermiques incluent:

• Cuivre
  
• Aluminium
  
• Titanium
  
• Acier inoxydable
  

En termes de structure, les dissipateurs thermiques peuvent être classés comme:

• Avec des structures capillaires:

  • Capillaire soudé
    
  • rainuré
    
  • Filet tissé
    
  • Basé sur les fibres
    

• Sans structures capillaires:

  • Assisté par gravité
    
  • Oscillant
    

Principe de fonctionnement

La fonction principale d'un dissipateur thermique est de conduire la chaleur efficacement, en minimisant les différences de température à l'intérieur du dispositif. Les dissipateurs thermiques diffuser la chaleur en deux dimensions, offrant une meilleure uniformité que les tuyaux thermiques unidimensionnels et peuvent gérer des charges thermiques plus élevées.

Structure capillaire de diffuseurs de chaleur

Dans les diffuseurs de chaleur capillaires, les structures capillaires internes linéisent les surfaces intérieures de la cavité. Le fluide de travail est retenu dans ces capillaires. Lorsque la chaleur pénètre dans la zone de l'évaporateur :

1. Le fluide s'évapore sous des conditions de basse pression, absorbant de la chaleur et s'expandant rapidement.
   
2. La vapeur se répand rapidement à travers la cavité.
   
3. Lorsque la vapeur atteint une zone plus froide, elle se condense, libérant la chaleur absorbée.
   
4. Le fluide condensé retourne à l'évaporateur par les canaux capillaires pour répéter le cycle.
   

Diffuseurs de chaleur sans capillaires

Les diffuseurs de chaleur sans capillaires dépendent d'une cavité remplie de vapeur, utilisant la gravité ou les oscillations pour circuler le fluide de travail entre les zones chaudes et froides.

Applications

• Refroidissement électronique:Radiateurs de chaleur en cuivre pour une conductivité thermique élevée
  
• Aérospatiale:Aluminium ou titane pour des applications légères
  
• Systèmes de IGBT à forte puissanceÉvaporateurs thermiques en aluminium ou conceptions composites aluminium-cuivre pour l'efficacité coût
  
• Éclairage LED:Évaporateurs thermiques en aluminium ou colonnes thermiques pour une gestion thermique économique
  
• Applications à basse température:L'aluminium ou l'acier inoxydable pour une performance thermique et mécanique équilibrée
  
• Applications à haute température:Cuivre ou acier inoxydable pour une conduction thermique et une résistance supérieures
  

Les dissipateurs de chaleur sont disponibles dans diverses conceptions pour répondre aux besoins spécifiques de gestion thermique. Choisir le bon matériau et la structure est crucial pour une performance optimale dans votre application.