¿Qué son los Disipadores de Calor?
Los disipadores de calor son dispositivos de refrigeración que se fijan a las placas de equipos electrónicos y ordenadores.
Se utilizan para estabilizar el funcionamiento de los circuitos disipando el calor generado por los componentes electrónicos y eléctricos montados en la placa de circuito impreso. Los componentes semiconductores de diversos circuitos tienden a generar más calor cuando se requiere una gran potencia de accionamiento.
Con la evolución de los procesos de semi-conducción, se han conseguido grandes circuitos integrados en tamaños extremadamente pequeños. En los dispositivos que consiguen funciones y prestaciones tan complejas y avanzadas, la cantidad de calor generado suele ser también mayor.
Con el fin de reducir la cantidad de calor generado, se están tomando diversas medidas en el lado de los dispositivos semiconductores para reducir el consumo de energía. Sin embargo, en la mayoría de los casos, los disipadores de calor son necesarios para mantener un funcionamiento estable cuando se utilizan en diversos entornos.
Usos de los Disipadores de Calor
Los disipadores de calor son dispositivos de refrigeración que se utilizan principalmente acoplados a equipos electrónicos y placas de ordenador. Los siguientes son algunos de los principales usos de los Disipadores de calor para placas.
1. CPU
La CPU es un componente importante responsable del cálculo y control del ordenador. Una CPU de alto rendimiento realiza muchos cálculos y, en consecuencia, genera mucho calor. El sobre calentamiento puede reducir el rendimiento o causar daños.
Los disipadores de calor están conectados a la CPU y pueden absorber el calor generado por la CPU. Facilitan el intercambio de calor con el aire circundante a través de las aletas del disipador. Esto ayuda a mantener la CPU a la temperatura de funcionamiento correcta y a maximizar el rendimiento.
2. GPU
La GPU es responsable de las tareas relacionadas con los gráficos, como el procesamiento de gráficos 3D y la decodificación de vídeo. En situaciones de uso intensivo de gráficos, como los juegos de alta resolución o la edición de vídeo, la GPU también suele generar mucho calor. Los disipadores de calor están conectados a la GPU para garantizar una refrigeración adecuada y mantener un alto rendimiento.
3. Electrónica de Potencia
La electrónica de potencia son componentes electrónicos que controlan o convierten la energía. Los inversores y los controladores de motor son algunos ejemplos.
Estos componentes manejan grandes cantidades de energía y, como resultado, generan mucho calor. Los disipadores de calor se fijan a estos componentes para proporcionar una refrigeración eficaz. De este modo, se evitan los daños provocados por el sobre-calentamiento.
Principio de los Disipadores de Calor para Placas
El principio de refrigeración de los disipadores de calor para placas consiste en utilizar los procesos de conducción térmica y radiación térmica para eliminar eficazmente el calor generado en las placas de los equipos electrónicos.
1. Material y Forma
Los disipadores de calor para placas utilizan aluminio, hierro o cobre debido a su buena conductividad térmica. Para aumentar aún más la capacidad de disipación de calor de los disipadores, a menudo se diseñan para aumentar su superficie.
Un ejemplo de ello es aumentar la superficie de un disipador de calor colocando muchas placas finas una al lado de la otra en la superficie del disipador de calor con espacio entre ellas. Los productos con muchas estructuras similares a varillas adheridas a la superficie son otra forma de aumentar la superficie. Además, se puede utilizar la refrigeración por aire forzado para reducir la temperatura ambiente si se desea disipar el calor de forma eficaz.
2. Métodos de Fijación
Existen varias formas de fijar los disipadores de calor a las placas de circuito impreso. Algunos ejemplos son la cinta adhesiva de doble cara, las clavijas y los clips. Para fijar el disipador de calor puede utilizarse cinta adhesiva de doble cara termoconductora.
Este método consiste en fijar el disipador de calor entre el disipador y el elemento calefactor utilizando cinta adhesiva de doble cara termoconductora. Suele utilizarse para disipadores de calor pequeños y ligeros. Otro método consiste en fijar el disipador de calor a la placa mediante chinchetas.
El disipador de calor se mantiene en su sitio gracias a la tensión de un muelle. Otro método consiste en fijar el disipador de calor y la placa con tornillos escalonados, lo que facilita la sustitución del disipador.
Los clips en forma de Z proporcionan dos anclajes en la placa y se fijan con clips de alambre en forma de Z. Se caracteriza por su fácil fijación y extracción.
Tipos de Disipadores de Calor
Los disipadores de calor pueden dividirse en dos tipos en función del método de refrigeración: refrigeración natural por aire y refrigeración forzada por aire.
1. Refrigeración por Aire Natural
La refrigeración por aire natural se basa únicamente en la disipación de calor del disipador. Se considera más ventajosa en espacios abiertos sin cerramientos.
2. Refrigeración por Aire Forzado
La refrigeración por aire forzado es un método de refrigeración que utiliza ventiladores. La refrigeración por aire forzado es más eficaz cuando hay un recinto. La velocidad del aire dentro del recinto está controlada por el tamaño de la abertura del conducto, y el sistema permite que el calor escape.
En la refrigeración por aire forzado, un conducto demasiado grande reduce la velocidad del aire y un conducto demasiado pequeño reduce el caudal de aire. Para mantener la velocidad y el volumen de aire correctos, es importante que el área transversal mínima del paso de caudal sea igual o mayor que el área transversal mínima del ventilador.