고전력 부품을 일상적으로 사용함에 있어서, 지역적인 공간과 위치의 제한으로 인해, 일반적인 공정 방열판은 일반적으로 고열 칩의 방열을 해결할 수 없습니다. 따라서 고효율 열전달을 사용하여 히트 파이프 더 나은 선택입니다. 물론 히트파이프의 위치, 특히 히트싱크 하단의 위치를 잘 활용하는 방법은 매우 중요합니다. 다음은 Kenfa 기술 엔지니어가 일상적인 사용과 실무에서 얻은 경험이며 소프트웨어 시뮬레이션 분석의 결과이기도 합니다.
히트 파이프의 바닥판이 핀과 수직일 때 히트 파이프는 각 핀에 더 효과적으로 열을 전달할 수 있습니다. 열이 히트 파이프 바닥에서 수직 방향으로 핀으로 균일하게 확산될 수 있기 때문에 핀의 온도 분포가 전체적으로 더 균일하여 더 많은 핀의 면적을 활용하여 열을 발산합니다. 히트 파이프의 바닥판이 핀과 평행할 경우 열이 히트 파이프와 접촉하는 국부 핀 영역에 집중될 수 있으며 전체 핀 어레이의 열 발산 능력을 충분히 활용할 수 없어 열 발산 효율이 감소합니다. 그러나 이는 절대적인 것이 아닙니다. 일부 복잡한 히트 싱크 설계도 히트 파이프의 바닥판이 특수 히트 파이프 굽힘 공정을 통해 핀과 평행할 때 어느 정도 열 발산 효과를 개선할 수 있습니다.
본 연구에서는 100W 레이저 펌프 소스 모듈을 예로 들어, 특정 크기 범위 내에서 히트 파이프의 방열판 에 수직 및 평행한 핀의 열 분포를 비교합니다 . 고객의 크기와 구조적 위치에 따라 열원을 설정합니다. 가열 표면을 고려하여 레이저 베이스는 두께 1mm의 구리 재질로 제작되었습니다. 레이저 모듈과 방열판의 접촉면은 열전도율이 3.0W/(m·K)인 0.1mm 두께의 열전도성 실리콘 그리스로 마감되었습니다.
주변 온도는 60℃입니다. 열 복사는 고려되지 않습니다. 난류 흐름 체제입니다. 자연 대류 시 작동 압력은 101325N/m2입니다.
메시의 개수는 286933입니다. 균일한 메시 매개변수를 설정합니다. 메시 어셈블리를 별도로 생성합니다. 다중 레벨 메시를 허용합니다. 최소한의 갭 변경을 허용합니다. 불연속 그리드 모드를 사용하여 그리드를 나눕니다. 열 파이프 그리드 수준은 3이고 기타 특성 그리드 수준은 2입니다.
위 그림의 온도 분포는 히트 파이프가 스키드 핀 방열판 의 핀에 수직일 때 온도 분포가 비교적 균일하고 열 확산 또한 비교적 균일하며 최고 온도가 66.7도임을 보여줍니다.
위 그림의 온도 분포는 히트파이프가 라디에이터의 핀과 평행할 경우 온도 분포가 비교적 균일하고, 열 확산도 비교적 균일하며, 최고 온도는 65.6도 셀시우스입니다.
따라서 위의 두 열 분석의 벡터 다이어그램을 기반으로 두 가지의 차이점을 볼 수 있습니다. 히트 파이프가 히트 싱크 핀에 수직으로 설계되어 온도가 균일하고 히트 파이프가 두 개만 사용되어 많은 양의 열을 제거할 수 있습니다. 동시에 4개의 레이저 펌프 소스 모듈의 온도가 동일하므로 온도 차이가 없습니다. 또 다른 중요한 이유는 팬 중 하나가 고장나도 열이 고르게 분산되도록 할 수 있다는 것입니다.
마찬가지로 히트파이프가 히트싱크 핀과 평행한 설계에서는 온도 분포가 고르지 않고, 4개의 히트파이프를 사용하여 많은 양의 국부 열을 제거합니다. 동시에 4개의 레이저 펌프 소스 모듈은 온도가 일정하지 않아 온도 차이가 발생합니다. 팬 중 하나가 고장나면 국부 온도가 다른 팬보다 높아집니다. 따라서 라디에이터 핀과 수직인 이 설계는 온도 분포가 고르지 않아 엔지니어가 팬 수를 선택할 때 고려할 수 있는 또 다른 방법을 제공합니다.
따라서 히트파이프 방열판을 설계할 때는 히트파이프 및 팬의 개수와 같은 비용을 고려하여 적절한 열 설계 방안을 마련할 수 있습니다 . 켄파 엔지니어들은 고객에게 최적의 열 설계 방안과 최적화된 설계 방안을 제공해 드릴 수 있습니다.
