Hoe de prestaties van pin fin heatsink te verbeteren
In de afgelopen jaren heeft de functie van geavanceerde FPGA zich snel ontwikkeld tot een ongekende hoogte. Helaas heeft de snelle ontwikkeling van functies ook de vraag naar warmteafvoer doen toenemen. Daarom hebben ontwerpers efficiëntere koellichamen nodig om te voorzien in voldoende koelvraag voor geïntegreerde schakelingen.
Om aan de bovenstaande vereisten te voldoen, hebben leveranciers van thermisch beheer een verscheidenheid aan hoogwaardige koellichamen gelanceerd die onder een bepaalde capaciteit een sterker koeleffect kunnen bieden. Hoornvormige radiator met vinnen is een van de belangrijkste technologieën die de afgelopen jaren zijn geïntroduceerd. Deze radiator is oorspronkelijk ontworpen voor FPGA-koeling en sommige kenmerken maken hem bijzonder geschikt voor een gewone FPGA-omgeving.
Het koellichaam met vinnen is voorzien van een reeks cilindrische pinnen. Zoals te zien is op de onderstaande afbeelding, zijn deze pinnen naar buiten gerangschikt als vinnen van het koellichaam. Vanwege zijn unieke fysieke structuur is het hoornvormige koellichaam met pinvinnen geoptimaliseerd volgens de luchtstroomomgeving met gemiddelde en lage snelheid, wat een ongekend koeleffect in deze omgeving kan bereiken.
De lage thermische weerstand van het koellichaam met pin-vin profiteert voornamelijk van de volgende kenmerken: cilindrische pin, omnidirectionele structuur van pin-array en het grote oppervlak ervan, evenals de hoge thermische geleidbaarheid van basis en pin, die helpen om de prestaties van warmte te verbeteren wasbak. Vergeleken met vierkante of rechthoekige vinnen is de weerstand van cilindrische pinnen tegen luchtstroom laag, en de omnidirectionele structuur van de pin-array helpt de omringende lucht in en uit de pin-array te stromengemakshalve.
Om een significant koeleffect te bereiken, moet het koellichaam voldoende oppervlak hebben. Anders, als het oppervlak te klein is, kan het koellichaam niet genoeg warmte afgeven. Dit belemmert echter de luchtstroom en vermindert de thermische prestaties. Dit is de inherente tegenstrijdigheid waarmee thermische ingenieurs worden geconfronteerd bij het ontwerpen van een koellichaam met verticale pennen.
Door de pin naar buiten te buigen, overwint de hoornpin effectief de tegenstelling tussen oppervlakte en pindichtheid. Deze methode vergroot de afstand tussen pinnen onder een bepaald gebied aanzienlijk. Daarom kan de omringende luchtstroom gemakkelijker de pin-array binnenkomen en verlaten. Het oppervlak van het koellichaam wordt blootgesteld aan de lucht met een snellere stroomsnelheid en de warmteafvoer wordt aanzienlijk verhoogd. Deze verbetering is vooral duidelijk wanneer de luchtstroomsnelheid laag is, want hoe langzamer de luchtstroomsnelheid, hoe moeilijker het is voor de omgevingslucht om de reeks koellichaampennen binnen te dringen. Daarom is het koellichaam met hoornpen het meest geschikt in een omgeving met een lage luchtstroomsnelheid.
