Wie kühle ich ICs?

Ich habe diese Frage gelesen und in ihren Kommentaren heißt es:

LDO- und IC-Kühlkörper haben im Allgemeinen eine ganz andere Antwort als der Kühlkörper des Computer-Motherboards. Diese Frage gehört wirklich nicht hierher

Ich frage, wie man Kühler mit IC-Paketen verwendet. Nehmen wir zum Beispiel an, ich habe ein Gerät im TO220-Paket, das nach meinen Berechnungen gekühlt werden muss. Wie würde ich es abkühlen? Die naheliegendste Antwort ist natürlich die Verwendung eines Kühlers, aber dieser Teil ist mir nicht sehr klar.

Ich habe gesehen, dass der Kühlkörper manchmal durch eine Schraube direkt mit dem Gehäuse verbunden ist, aber manchmal wird ein Isolator verwendet, um einen direkten Kontakt zwischen Schraube und Gehäuse zu verhindern. In einigen anderen Fällen wird ein wärmeleitender Isolator zusammen mit einem Isolator für die Schraube verwendet, um einen direkten Kontakt zwischen Gehäuse und Kühlkörper zu verhindern.

Manchmal wird Silikonpaste verwendet und manchmal nicht. Wie würde ich feststellen, wann es benötigt wird und wann es nicht benötigt wird? Meine Erfahrung mit Computern sagt mir, dass ich es immer benutzen soll.

Ich habe auch Siliziumpasten gesehen, die für die Verwendung in der Elektronik vermarktet werden. Wie unterscheiden sie sich von denen, die in Computern verwendet werden? Würden Wärmeleitpasten für Computer gut mit ICs funktionieren?

Wenn Sie einen Kühlkörper mit einer Schraube sehen, liegt dies daran, dass der Chip, an dem er montiert ist, ein Loch für eine Schraubbefestigung aufweist.

Manchmal hat die Platte, die Sie kühlen müssen, eine andere Spannung als die umgebende Platine, daher müssen Sie etwas verwenden, das elektrisch isoliert, aber wärmeleitend ist. Diese ersetzen die Notwendigkeit einer leitfähigen Paste.

Wenn Sie den Bereich des Reglers / IC haben, der Wärme mit einer Spannung wie Masse erzeugt, und die anderen Anschlüsse für Ihren Kühlkörper geerdet sind, können Sie sie direkt anschließen und möchten normalerweise eine Form von Wärmeleitpaste verwenden. Ich habe einen Kühlkörper ohne Wärmeleitpaste angebracht und hatte immer noch ein Gerät mit einer Temperatur von fast 90 ° C. Nach dem Hinzufügen der Wärmeleitpaste wurde diese bei 5 ° C über Raumtemperatur gemessen. Oft hilft die Möglichkeit, Ihren Kühlkörper über Lötmittel mit Masse zu verbinden, die Ableitung, wenn er sich zur Erdungsebene auflöst.

In Computern haben Sie eine ganz bestimmte Aufgabe: den Prozessor zu kühlen. In der Elektronik kann es eine sehr große Bandbreite von Aufgaben sein, und oft sind Sie bereit, mehr zu bezahlen, um etwas zu kühlen, weil Sie Design-Anforderungen haben, oder Sie sind bereit, weniger zu bezahlen, weil Ihr Design keine sehr schöne Wärmeleitpaste benötigt.

Im Allgemeinen möchten Sie nur Wärmeleitpaste verwenden. Sie müssen sich keine Gedanken über die Isolierung Ihres Kühlkörpers machen, wenn Sie ihn in der Luft schweben lassen oder sicherstellen, dass dort, wo er auf der Platine montiert ist, kein Spannungsanschluss vorhanden ist. Dies vereinfacht die Arbeit für einen Bastler. Lesen Sie für jeden Chip, von dem Sie glauben, dass er einen Kühlkörper benötigt, die Vorschläge (auf dem Datenblatt) und befolgen Sie diese.

Last but not least funktioniert Wärmeleitpaste für Computerprozessoren für ICs.

Das Abkühlen ist ziemlich schwierig, um es richtig zu machen. In den meisten Fällen ist lediglich ein Kühlkörper erforderlich. Für höhere Lasten benötigen Sie jedoch einen Lüfter. Schauen Sie sich ein Computer-Netzteil an. Sie alle benutzen Lüfter, aber viele werden ohne sie laufen. Die Kühlkörper sind normalerweise ziemlich groß, da die Netzteile nicht sehr effizient sind (es stellt sich heraus, dass es billiger ist, ein ineffizientes Netzteil mit einem großen Lüfter herzustellen als ein effizientes Netzteil mit einem kleineren Lüfter.) Der Lüfter hilft, die Luft im Gehäuse zu zirkulieren Verhindern Sie, dass die anderen Komponenten des Computers überhitzen.

Die erste Frage, die Sie stellen müssen, ist, ob der von Ihnen verwendete IC tatsächlich genug Strom verbrauchen kann, um einen Kühlkörper und / oder einen Lüfter zu benötigen. Viele können nicht. Zum Beispiel hat der LM7805 eine J-CC-Bewertung von 5 ° C / W, was bestenfalls (unter der Annahme eines unendlich großen Kühlkörpers) bedeutet, dass er bei einer maximalen Sperrschichttemperatur von 150 ° C und Raumtemperatur die Verlustleistung aufweist ist auf 25W begrenzt. In den meisten Fällen können Sie mit dieser Leistung nur mit einem Kühlkörper davonkommen. Wenn Sie jedoch so viel Leistung in einem Linearregler verschwenden, haben Sie mehr Probleme als die Kühlung!

Dave Jones hat ein interessantes Video dazu. Er spricht über Kühlkörper und Lüfter.

Genau wie beim Kühlen von Mosfets schrauben Sie sie mit einer Art Wärmeleitpaste, die keinen Strom leitet, an einen Kühlkörper. Je größer der Kühlkörper, desto besser. Die Wärmeleitpaste füllt lediglich alle kleinen Löcher und Dellen in der Oberfläche des Kühlkörpers aus, und die Komponente Wärmeleitpaste ist Wärmeleitpaste, unabhängig davon, für welche Anwendung sie verwendet wird. Ja, in Computern verwendete Wärmeleitpaste wäre gut zu verwenden.

(Wenn jemand mit mir nicht einverstanden ist, sagen Sie, warum Sie das tun, nicht nur, dass Sie es tun.)