هیت سینک چیست؟
Heat sink یا گرماگیر چیست؟ این وسیله در اصل نوعی مبدل حرارتی است که حرارت تولیدی در المان‌های الکترونیکی یا مکانیکی را کنترل میکند. هیت سینک، با جذب حرارت و پراکنده کردن آن در سیال اطراف خود (معمولا هوا) از بالا رفتن دمای قطعه مورد نظر و آسیب رسیدن به آن جلوگیری میکند. استفاده از هیت سینک به خصوص زمانی اهمیت پیدا میکند که قطعات حساس به افزایش دما، در مدار یا دستگاه به کار برده شده‌اند. استفاده از گرمابر در قطعاتی مانند انواع IC ها، ترانزیستور، LED، لیزرهای توان بالا و .... که در اثر عبور جریان الکتریکی از خود حرارت تولید می‌کنند، بسیار متداول است. به کار بردن هیت سینک مانع افزایش دمای غیرمجاز این قطعات می شود. به این ترتیب طول عمر قطعات، به دلیل کارکرد در بازه دمای مجاز ذکر شده در دیتا شیت، افزایش می‌یابد. همچنین عملکرد قطعات و به طور کلی مدارها بهبود پیدا میکند.
هیت سینگ یا خنک کننده در تجهیزات الکترونیکی، به طور معمول روی پردازنده (Processor)، آی سی درایور موتور (Motor Driver)، ترانزیستور یا رگولاتور مدار تغذیه (Power supply) نصب می‌شود.
برای خرید انواع هیت سینک کلیک کنید.
انواع هیت سینک:
Heatsink بر اساس نوع عملکرد به دو دسته کلی تقسیم می‌شود:
- هیت سینک فعال (Active heat sink)
- هیت سینک غیرفعال (Passive heatsink)
در خنک کننده فعال معمولا از فن یا دمنده به عنوان المان انتقال حرارت استفاده می‌شود. این نوع از هیت سینک راندمان بسیار بالایی دارد. البته به دلیل قیمت بالاتر نسبت به نوع پسیو کمتر استفاده می‌شود.
عمل کنترل دما توسط هیت سینک نوع غیرفعال، با فرآیند Convection (همرفت) که یکی از مفاهیم علم انتقال حرارت است، انجام می‌شود. به این صورت که هیت سینک پسیو، حرارت را از قطعه مورد نظر جذب میکند و با ماکزیمم کردن سطح تماس با سیال اطراف از طریق فین ها (پره ها)، حرارت را در آن سیال پخش میکند. عدم وجود قطعات متحرک، میزان قابل اعتماد بودن این نوع از هیت سینک ها را افزایش داده است. البته توجه به این نکته ضروریست که جهت انتقال حرارت در هیت سینک‌های غیرفعال نیاز است که همواره جریان هوای پیوسته از روی فین ها در حال عبور باشد.
ساختار گرماگیر غیرفعال:
با توجه به نوع عملکرد این نوع از هیت سینک ها، نیاز به استفاده از ماده‌ای است که دارای ضریب انتقال حرارت بالایی باشد. به همین علت استفاده از مس یا آلومینیوم و یا ترکیبی از این دو ماده، برای ساخت هیت سینک بسیار رایج است. گرماگیر مسی ضریب هدایت حرارتی بسیار بالایی دارد و می‌تواند گرمای قطعه مورد نظر را به سرعت منتقل کند. هیت سینک آلومینیومی با وجود اینکه هدایت حرارت پایین‌تری نسبت به مس دارد، اما به دلیل ارزان بودن، بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
تنوع هیت سینک از نظر جنس
گرماکاه غیرفعال از منظر شکل هندسی و نوع پره به چند دسته مختلف تقسیم می‌شود. در شکل زیر چند نمونه از انواع پره‌های هیت سینک آلمینیومی را مشاهده می‌کنید. بر اساس شکل و چیدمان فین‌ها، انواع هیت سینک سوزنی، پره‌ای مستقیم، پره ای زاویه دار و انواع گرد و استوانه‌ای وجود دارد که با توجه به کاربرد مد نظر خود می‌توانید نوع مناسب را انتخاب کنید.
تنوع هیت سینک از لحاظ شکل پره‌ها
معمولا همراه با هیت سینک، تجهیزاتی شامل فن یا سیستم گردش سیال خنک کننده (معمولا مایع) نیز استفاده می‌شود تا بازدهی حرارتی گرماگیر را افزایش دهند و فرآیند خنک کاری با سرعت بیشتری انجام شود.