Bilgisayar ve pek çok elektronik aygıtta kullanılan soğutucu blok (alüminyum blok) nedir? Soğutucu bloklar nasıl çalışır?

Elektronik aygıtlar için aşırı ısınma büyük bir sorun. Bu nedenle soğutucular, elektronik aygıtların ya da aynıi ısı kaynaklarının sıcaklığını denetim etmek için hayati değer taşır. Soğutucu bloklar (ya da alüminyum soğutucular) elektronik aygıtlarda ısı gücünü yaymak ve aygıtlarınızı soğutmak için kullanılır.

Modern çağda, elektronik sistemler ve araçlar günlük hayatımızın her noktasında yaygın olarak bulunuyorlar. Taşınabilir iletişim sistemleri için bir mikroişlemci çipinden bir baz istasyonuna (BTS) kadar, tüm elektronik ürünlerin çalışması için elektrik gücüne ihtiyaç var. Bu gücün bir kısmı aygıtı çalıştırmak için kullanılırken, geri kalanı (cihazın verimliliğine bağlı olarak) çoğunlukla ısı şeklinde dağılır.

Ancak aygıtların küçülmesinden ötürü elektronik aygıtlar çok fazla ısı biriktiremezler ve bu ısı gücünü etrafa dağıtmaları gerekir. Bu maksatla da ekseriyetle soğutucu bloklar kullanılır.

Soğutucu blok, bir elektronik aygıtın ısısını iletim yoluyla emmek ve daha sonra bu enerjiyi konveksiyon ve radyasyon yoluyla ortama atmak için kullanılan bir kesimdir.

Soğutucular, yaygın olarak alüminyum olmak üzere termal olarak iyi iletken gereçlerden yapılır. Alüminyum, gümüş ve altın aynıi diğer termal olarak iletken gereçlere kıyasla düşük maliyetli olduğu için tercih edilir.

Soğutucu bloklar nasıl çalışır?

Küçük bir elektronik devreden yahut çipten gelen ısı, iletim yoluyla düz bir metal plaka tarafından emilir. İletim ekseriyetle çipin dış kasası ve ısı emicisi arasına bir termal macun uygulanarak kolaylaştırılır. Böylec gelen ısı, daha büyük olan soğutucu yüzeyine iletilerek yayılır.

Isı kaynağının daha küçük bir yüzey alanı, ısı emicinin daha büyük bir yüzey alanı ile fizikî temasa girdiğinde, ısı gücü yayılan bir ısı direncine maruz kalır. Bu nedenle, soğutucunun taban plakasının uygun temas kalınlığını seçerek yayılma direncini denetim etmek değerlidir.

Minimum yayılma direncine sahip bir ısı emici, ısının taban plakası ve kanatlar üzerinde neredeyse eşit bir şekilde dağılmasını sağlar. Böylelikle soğutucunun yüzey alanı verimli bir şekilde kullanılır.

Soğutucu taban plakasının diğer tarafında, ısının termal konveksiyonu için artırılmış yüzey alanı sağlamak için birçok metalik kanat bulunur. Kanatlar, çoğu durumda hava olan akıcı hususun ısıyı dağıtmak için kanatlar arasında serbestçe akmasını engelleyebileceğinden ötürü birbirine çok yakın yerleştirilmez.

Soğutucu tabanında eşit olarak yayılan ısı, doğal konveksiyon ya da cebri dolanımlı hava konveksiyonu kullanarak kanatlar tarafından sağlanan tüm yüzey alanını kullanır ve ortama salınır.

Doğal konveksiyon ve cebri sirkülasyonlu hava konveksiyonu

Doğal konveksiyon, ortam havasının doğal akışını kullanarak, yani harici bir kaynaktan basınç uygulamadan ısı gücünü soğutucu kanatçıklardan uzaklaştırdığı bir süreçtir. Bu süreçte akıcı moleküllerinin akışı ya da suratı yavaştır.

Fan ile desteklenen bir soğutucu blok

Cebri dolanımlı hava konveksiyonu tekniğinde, soğutucunun kanatları üzerindeki akış suratını artırmak için bir fan kullanılır.

Fan yardımıyla artan hava akışı, soğutucudan daha fazla ısının taşınmasına neden olur. Çoklukla, çok fazla ısı gücünün çıkarılmasının gerekli olduğu ya da bir dizaynda daha küçük bir soğutucunun zarurî olduğu durumlarda cebri konveksiyon kullanılır.

Konveksiyonla birlikte, ısı alıcıdan gelen ısı radyasyonu da ısı alıcıdan ısının uzaklaştırılmasında hayli yararlıdır. Soğutucular, termal radyasyon kapasitesini arttıran bir şekilde ekseriyetle siyah renkli olur.

Bir soğutucu, elektronik bir aygıtın muteber çalışması için gerekli bir aksesuvardır. Gelişmiş akıllı telefonlarımız, yüksek güçlü bilgisayarlarımız ve hatta LED ışıklarımız soğutucular olmadığında aşırı ısınma nedeniyle istendiği benzeri çalışmayacaktır.