مختلف ایپلی کیشنز میں، ہیٹ سنک کے لیے بہترین حل کے بارے میں انجینئرنگ کے فیصلے لاگت اور کارکردگی پر منحصر ہو سکتے ہیں۔ نظریہ میں، کارکردگی کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے سب سے کم قیمت پروڈکٹ حاصل کرنا آسان لگتا ہے۔ درحقیقت، صارفین اکثر کارکردگی کی وضاحتیں تبدیل کرنے کا انتخاب کرتے ہیں (مختلف چپس کا استعمال کرتے ہوئے) یا کچھ کارکردگی کی قربانی دیتے ہیں (جیسے حالات کی بنیاد پر چپس کو گرانا) جب زیادہ قیمتوں کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔
یہ مضمون کارکردگی اور لاگت کے اشاریوں کے لیے ہیٹ پائپ/ویپر چیمبر پر مبنی کئی ہیٹ سنک کا موازنہ کرتا ہے:
کارکردگی: ہیٹ سنک کی مجموعی کارکردگی Δ T کا حساب لگانے کے لیے FloTHERM CFD سافٹ ویئر پیکج استعمال کریں۔
لاگت: فرض کریں کہ بیچ کا سائز کافی بڑا ہے، ہارڈ مولڈ کی سرمایہ کاری کی لاگت یونٹ کی قیمت میں ظاہر نہیں ہوگی۔ اس کے علاوہ، یونٹ کی قیمت سب سے کم لاگت والے حل (1 گنا، 1.1 گنا، وغیرہ) کی نسبت ہے، کیونکہ بیچ کا سائز بڑھانے سے یونٹ کی لاگت کم ہو جائے گی۔
ہیٹ سنک ڈیزائن کے پیرامیٹرز
حرارت کا ذریعہ طاقت: 250 واٹ
حرارت کا ذریعہ سائز: 30 x 30 ملی میٹر
زیادہ سے زیادہ محیط درجہ حرارت: 25 ڈگری
ہوا کے بہاؤ کی شرح: 40 کیوبک فٹ فی منٹ (CFM)
کنڈینسر: فن کے سائز 115 * 85 * 65 ملی میٹر پر سنیپ
آئیے سب سے بنیادی ڈیزائن کے ساتھ شروع کریں اور آہستہ آہستہ پیچیدہ عملوں کا جائزہ لیں تاکہ یہ دیکھیں کہ ڈیزائن سے کارکردگی اور لاگت کیسے متاثر ہوتی ہے۔
1. ایلومینیم یا تانبے پر مبنی ہیٹ پائپ ہیٹ سنک
U کے سائز کا ایلومینیم بیس ہیٹ پائپ ہیٹ سنک
یہ ہیٹ پائپ ریڈی ایٹر کا سب سے روایتی ڈیزائن ہے۔ چار U کے سائز کے ہیٹ پائپوں کو ایلومینیم یا کاپر بیس میں ویلڈیڈ کیا جاتا ہے اور پھر گرمی کے منبع سے رابطہ کیا جاتا ہے۔ حرارت کو پہلے بیس سے گزرنا چاہیے پھر وہ ہیٹ پائپ تک پہنچ سکتے ہیں۔
موڑنے کے علاوہ، چار 6mm ہیٹ پائپوں پر کوئی دوسرا ثانوی آپریشن نہیں کیا گیا، حالانکہ اس مثال میں ہیٹ پائپ اور بیس کے درمیان رابطہ کا علاقہ قدرے فلیٹ ہے۔
ایلومینیم بیس ہیٹ پائپ ریڈی ایٹر کا CFD
فلو تھرمل ماڈل ظاہر کرتا ہے کہ ہیٹ سنک کا درجہ حرارت محیطی درجہ حرارت سے 53.9 ڈگری زیادہ ہے (78.9 ڈگری -25 ڈگری =حوالہ زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت - محیطی درجہ حرارت)، اور ہم اس درجہ حرارت کو کارکردگی کے معیار کے طور پر استعمال کرتے ہیں۔ ایک لاگت کا بینچ مارک جس کی وضاحت 1 بار کی گئی ہے۔
اگر اعلی کارکردگی کی ضرورت ہو تو، ایلومینیم بیس کے بجائے تانبے کی بنیاد استعمال کی جا سکتی ہے۔ کاپر بیس کی تھرمل چالکتا ایلومینیم بیس سے دوگنا ہے، اس لیے کاپر بیس کی کارکردگی میں 2.3 ڈگری بہتری آئی ہے۔ کاپر بیس ڈیزائن ایلومینیم بیس کے مقابلے لاگت میں 5% اضافہ کرتا ہے، اور وزن میں بھی معمولی اضافہ ہوتا ہے۔
2. براہ راست رابطہ ہیٹ پائپ ہیٹ سنک ریڈی ایٹر
براہ راست رابطہ ہیٹ پائپ ریڈی ایٹر
یہ ڈیزائن گرمی کے منبع اور ہیٹ پائپ کے درمیان براہ راست رابطے کی اجازت دیتا ہے، اس طرح گرمی کو جذب کرنے والی بنیاد اور انٹرفیس مواد کو ختم کر دیتا ہے (ہیٹ پائپ کو بیس تک محفوظ کرنے کے لیے سولڈر استعمال کیا جاتا ہے)۔ تاہم، ضروری سطح کی ہمواری حاصل کرنے کے لیے، گرمی کے پائپ کو مشینی ہونا چاہیے (ثانوی آپریشن)۔
براہ راست رابطہ ہیٹ پائپ ریڈی ایٹر کا CFD
ہیٹ پائپ اور ہیٹ سورس کے درمیان براہ راست رابطے کی وجہ سے، ہیٹ سنک کے اس ڈیزائن کی کارکردگی کو 49.3 ڈگری تک بہتر بنایا گیا ہے، جو بینچ مارک سے 4.6 ڈگری زیادہ ہے اور تانبے کی بنیاد کا استعمال کرتے ہوئے ڈیزائن سے 2.3 ڈگری زیادہ ہے۔ تاہم، اس کے لیے بیس کی اضافی پروسیسنگ (ہیٹ پائپ کے نالیوں کو سرایت کرنے) اور ہیٹ پائپ کی پروسیسنگ کی ضرورت ہوتی ہے، جو بینچ مارک ڈیزائن کی لاگت سے 1.1 گنا زیادہ ہے (10% زیادہ مہنگی)۔
3. U کے سائز کا یکساں درجہ حرارت پلیٹ ہیٹ سنک
U کے سائز کا یکساں درجہ حرارت پلیٹ ہیٹ سنک
یہ محلول چار 6 ملی میٹر ہیٹ پائپوں کو ایک واحد U شکل کے بخارات والے چیمبر سے بدل دیتا ہے۔ ڈیزائن کے لحاظ سے، یہ سب سے زیادہ براہ راست رابطہ ہیٹ پائپ ہیٹ سنک سے ملتا جلتا ہے، یہ دونوں ہیٹ سورس CPU کو دو فیز اجزاء کے ساتھ براہ راست رابطے میں آنے کی اجازت دیتے ہیں۔ اس ڈیزائن کو منتخب کرنے کے لیے اہم غور یہ ہے کہ آیا ہیٹ سنک فراہم کرنے والا ایک مربوط بخارات کا چیمبر تیار کر سکتا ہے، کیونکہ روایتی دو ٹکڑوں کے ڈیزائن کو U-شکل میں نہیں جھکایا جا سکتا۔
U-shaped یکساں درجہ حرارت پلیٹ ہیٹ سنک کا CFD
براہ راست رابطہ ہیٹ پائپ ڈیزائن کے مقابلے میں، وی سی ہیٹ سنک سلوشن کی کارکردگی میں 21.5% (11.6 ڈگری) بہتری آئی ہے، جبکہ لاگت میں صرف 4.55% اضافہ ہوا ہے۔ تاہم، وی سی ہیٹ سنک کی دیوار کی موٹائی میں اضافے کے نتیجے میں ہیٹ سنک ریڈی ایٹر کے وزن میں تقریباً 75 گرام کا اضافہ ہوا۔
4. 3D وردی درجہ حرارت پلیٹ گرمی سنک
3D یکساں درجہ حرارت پلیٹ ہیٹ سنک
اس ڈیزائن میں، گرمی کو جذب کرنے والی نیچے کی پلیٹ ایک بخارات کا چیمبر ہے جو عمودی کنڈینسر ہیٹ پائپ کے ساتھ بھاپ کے گزرنے کا اشتراک کرتا ہے۔ مینوفیکچرنگ کے مرحلے کے دوران، 8 کھلی قسم کے ہیٹ پائپوں کو وانپ چیمبر پلیٹ میں سوراخوں کے ساتھ بریز کیا جاتا ہے۔ وانپ چیمبر گرمی کے منبع کے ساتھ براہ راست رابطے میں ہے، XY جہاز کے ساتھ یکساں طور پر گرمی کو تقسیم کرتا ہے، اور عمودی ہیٹ پائپوں کے ذریعے پنکھوں تک گرمی کو پھیلاتا ہے۔
وانپ چیمبر کے ساتھ 3D ہیٹ سنک کا CFD
اس ڈیزائن میں بہترین کارکردگی ہے، لیکن قیمت زیادہ ہے۔ اس کے قریب ترین حریف، U-shaped vc heatsink پلیٹ ڈیزائن کے مقابلے میں، اس کا درجہ حرارت تقریباً 2 ڈگری کم ہوا ہے (کارکردگی میں 4.9% اضافہ ہوا ہے)، لیکن اس کی قیمت دوگنی ہو گئی ہے (117% اضافہ ہوا ہے)۔
تاہم، یہ واضح رہے کہ اس کیس نے 3D وانپ چیمبر ڈیزائن کے ممکنہ فوائد کو پوری طرح سے اجاگر نہیں کیا۔ جیسا کہ مطلوبہ نچلی پلیٹ کا سائز بڑھتا ہے، اس محلول اور U-shaped وانپ چیمبر پلیٹ کے ڈیزائن کے درمیان کارکردگی کا فرق بھی بڑھ جاتا ہے۔
خلاصہ
نیچے دی گئی جدول سے پتہ چلتا ہے کہ ہیٹ سنک کے مواد یا دو فیز اجزاء کو تبدیل کرنے سے کارکردگی میں خاطر خواہ بہتری آسکتی ہے۔ بینچ مارک ایلومینیم پر مبنی ہیٹ سنک سے لے کر 3D وی سی ہیٹ سنک پلیٹ سلوشن تک، کارکردگی میں 17 ڈگری بہتری آئی ہے، لیکن لاگت میں 150 فیصد اضافہ ہوا ہے۔
ریڈی ایٹر کی کارکردگی اور لاگت کا موازنہ
مضبوط تھرمل چالکتا کے ساتھ تانبے کے مواد سے بیس کی جگہ لے کر یا حرارت کے منبع سے براہ راست رابطے میں ہیٹ پائپ بنانے سے، تقریباً 7% -15% کی اعتدال پسند کارکردگی میں بہتری اور لاگت میں اضافہ (بینچ مارک کے نسبت) حاصل کیا جا سکتا ہے۔ .
ایپلی کیشن کے پیرامیٹرز کو دیکھتے ہوئے بہترین مجموعی قدر کے ساتھ ڈیزائن ایک وانپ چیمبر ہیٹ سنک ہو سکتا ہے۔ اگرچہ یہ بینچ مارک کی قیمت سے 15% زیادہ مہنگا ہے، لیکن اس کی کارکردگی میں 28% (15.2 ڈگری) بہتری آئی ہے۔
ڈاؤن لوڈ، اتارنا ٹیگ: ہیٹ پائپس / وانپ چیمبر کے ساتھ 250w ہیٹ سنکس، چین، سپلائرز، مینوفیکچررز، فیکٹری، اپنی مرضی کے مطابق، مفت نمونہ، چین میں بنایا گیا
