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Disipadores de calor para equipos electrónicos

Disipadores de calor para equipos electrónicos

Los disipadores de calor se utilizan en muchos equipos electrónicos para garantizar que se pueda eliminar el calor de los equipos o componentes particulares dentro de ellos. Por ejemplo, con microprocesadores que funcionan muy calientes en estos días, normalmente tienen disipadores de calor sujetos o conectados a ellos, y además de esto, los ventiladores también se incluyen en las PC para garantizar que los componentes se mantengan fríos y funcionen dentro de sus rangos de temperatura de funcionamiento. No solo las PC contienen disipadores de calor. Muchos otros equipos los contienen. De hecho, los disipadores de calor se utilizan donde haya fuentes de calor, y este calor debe eliminarse.

Los disipadores de calor pueden adoptar una variedad de formas y están ampliamente disponibles para aplicaciones electrónicas. Si solo necesita eliminar una pequeña cantidad de calor, se pueden usar disipadores de calor pequeños o simples. Sin embargo, si es necesario eliminar cantidades importantes de calor, se necesitan disipadores de calor más complicados. Usando algunos cálculos térmicos relativamente simples, es posible determinar qué disipadores de calor pueden ser aplicables para una aplicación determinada. Se especifican de forma que sea posible determinar su rendimiento.

Tipos de disipadores de calor y sus especificaciones.

Los disipadores de calor vienen en una variedad de tamaños y formas. El propósito principal de un disipador de calor es eliminar el calor de la fuente donde se genera de la manera más eficiente posible. Para lograr esto, un disipador de calor debe tener un área lo más grande posible sobre la cual el calor se pueda transferir al aire. A menudo, la transferencia de calor se realiza asistida por convección, pero también se pueden utilizar ventiladores, lo que mejora considerablemente su rendimiento.

Normalmente, un disipador de calor se especifica en términos de su disipación para un aumento de temperatura dado, es decir, su resistencia térmica. La disipación de calor se expresa en vatios y el aumento de temperatura en grados Celsius. Por lo tanto, un disipador de calor en particular puede tener una clasificación de 10 vatios por grado Celsius. Esto significa que si disipa 10 vatios de potencia, su temperatura aumentará 1 grado. De manera similar, si disipa 100 vatios, su temperatura aumentará 10 grados.

Estas cifras son esenciales para los cálculos térmicos necesarios. Al conocer el rendimiento del disipador de calor, se puede elegir el correcto para la disipación de calor requerida y el aumento de temperatura permitido.

Cálculos térmicos sencillos

Es posible realizar algunos cálculos térmicos simples para determinar el rendimiento requerido para un disipador de calor. Si bien algunos cálculos térmicos pueden resultar muy complicados, los cálculos térmicos necesarios para elegir los disipadores de calor son muy fáciles y bastante sencillos.

El primer paso en cualquier cálculo térmico es determinar la cantidad de energía que se disipa. Esto simplemente se hace usando una de las tres ecuaciones siguientes:

Potencia (vatios) = voltaje (voltios) x corriente (amperios)

Potencia (Watts) = Voltaje 2 / Resistencia (ohmios)

Potencia (Watts) = Corriente 2 / Resistencia (ohmios)

Con la disipación de potencia del componente calculada, se puede emprender la siguiente etapa en los cálculos térmicos. Esto es para calcular la resistencia térmica requerida del disipador de calor.

La resistencia térmica del disipador de calor = (aumento de temperatura máximo / vatios disipados) - (resistencia de unión a carcasa + resistencia de carcasa a disipador de calor)

La ecuación anterior incluye términos utilizados para dispositivos semiconductores, los elementos que más comúnmente necesitan disipadores de calor. A menudo, no es posible que los datos recibidos influyan en la unión y la resistencia de la carcasa o la carcasa en la resistencia del disipador de calor. Por tanto, es más seguro dejar un pequeño margen para cubrirlos. Esto significa que al dejar un margen, la ecuación se simplifica a:

Resistencia térmica del disipador de calor = aumento de temperatura máximo / vatios disipados

Resumen

Los disipadores de calor son un elemento esencial de muchos diseños electrónicos. Para los componentes que disipan grandes cantidades de calor, un disipador de calor es un requisito esencial y, a menudo, también se pueden necesitar ventiladores para ayudar en el enfriamiento. Los cálculos térmicos necesarios para seleccionar el disipador térmico requerido pueden ser bastante sencillos, aunque algunos cálculos térmicos para determinar problemas térmicos más complejos pueden ser muy complicados. Afortunadamente, estos rara vez son necesarios para los diseños de casas.

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