Hvordan man forbedrer ydeevnen af ​​pin-fin heatsink

I de senere år har funktionen af ​​banebrydende FPGA udviklet sig hurtigt til en hidtil uset højde. Desværre har den hurtige udvikling af funktioner også øget behovet for varmeafledning. Derfor har designere brug for mere effektive køleplader for at give tilstrækkelig kølebehov til integrerede kredsløb.

For at opfylde ovenstående krav har leverandører af termisk styring lanceret en række højtydende kølepladedesign, der kan give stærkere køleeffekt under en given kapacitet. Hornformet radiator med pindfinner er en af ​​de vigtigere teknologier, der er introduceret i de senere år. Denne radiator er oprindeligt designet til FPGA-køling, og nogle af dens egenskaber gør den særligt velegnet til almindelige FPGA-miljøer.

  Stiftfinnens køleplade er forsynet med en række cylindriske stifter. Som vist på billedet nedenfor er disse stifter anbragt udad som finner på kølepladen. På grund af sin unikke fysiske struktur er den hornformede stiftfinnekøleplade optimeret i henhold til luftstrømsmiljøet med medium og lav hastighed, hvilket kan opnå en hidtil uset køleeffekt i dette miljø.

Den lave termiske modstand af pin-finne-kølepladen drager hovedsageligt fordel af følgende egenskaber: cylindrisk pin, omnidirektionel struktur af pin-array og dets store overfladeareal, samt den høje termiske ledningsevne af base og pin, som hjælper med at forbedre ydeevnen af ​​varme håndvask. Sammenlignet med kvadratiske eller rektangulære finner er modstanden af ​​cylindriske stifter over for luftstrøm lav, og den omni-direktionelle struktur af stifter hjælper den omgivende luft med at strømme ind og ud af stiftrækkenbekvemt.

     For at opnå væsentlig køleeffekt skal kølepladen have tilstrækkelig overflade. Ellers, hvis overfladearealet er for lille, kan kølepladen ikke afgive nok varme. Dette vil dog hindre luftstrømmen og reducere den termiske ydeevne. Dette er den iboende modsætning, som termiske ingeniører må stå over for, når de designer køleplade med lodret stift.

  Ved at bøje stiften udad overvinder hornstiften effektivt modsætningen mellem overfladeareal og stifttæthed. Denne metode øger i høj grad afstanden mellem stifter under et givet område. Derfor kan den omgivende luftstrøm lettere komme ind og ud af pin-arrayet. Overfladen af ​​kølepladen udsættes for luften med hurtigere flow, og varmeafgivelsen øges kraftigt. Denne forbedring er især tydelig, når luftstrømningshastigheden er lav, fordi jo langsommere luftstrømningshastigheden er, jo sværere er det for den omgivende luft at trænge ind i kølepladen. Derfor er hornstiftens køleplade mest velegnet i omgivelser med lav luftstrømshastighed.