معرفی هیت سینک | هیت سینک چیست و چه کاربردی دارد؟

لوازم الکترونیکی، مخصوصا کامپیوترهای بزرگ و حرفه‌ای، هنگام کار گرما تولید می‌کنند. این گرما می‌تواند علاوه بر پایین آوردن راندمان کاری این ابزار، در بلندمدت موجب خرابی و سوختن لوازم الکترونیکی شود. برای رهاشدن از این دردسر در ابزار برقی از قطعه‌ای به نام هیت سینک استفاده می‌کنند. در این مقاله قرار است توضیح دهیم هیت سینک چیست و چه کاربردی دارد؟ همچنین انواع هیت سینک را معرفی کرده، چگونگی و عملکرد آن‌ را توضیح دهیم.

رونیکس را بخوانید.

هیت سینک چیست؟

هیت سینک قطعه‌ای عموما فلزی در ابزار برقی، به طور خاص رایانه‌های بزرگ و یا مخصوص گیمینگ است که دمای قطعات حساس و حیاتی مانند مادربرد، رم و… را کاهش می‌دهد. برای معرفی هیت سینک و نقش ان ابتدا باید کمی در رابطه با روش‌های انتقال گرما صحبت کنیم!

بیشتر بخوانید: مقایسه موتور برقی دیزلی با بنزینی

گرما چطور منتقل می‌شود و هیت سینک چطور کار می‌کند؟

برای اینکه بهتر نحوه عملکرد هیت سینک را درک کنیم، بهتر است ابتدا روش‌های انتقال گرما را مرور کنیم. بر اساس قوانین ترمودینامیک، گرما با سه روش همرفتی، تابشی و رسانایی منتقل می‌شود.

در هیت سینک برای انتقال گرما از قطعات الکترونیکی، روش رسانایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این روش مولکول‌های سریع‌تر جسم گرم به مولکول‌های کندتر جسم سرد برخورد می‌کنند. این جنبش باعث انتقال انرژی گرمایی از جسم گرم به سرد می‌شود.

کاربرد هیت سینک

خاصیت کاهش دما توسط هیت سینک استفاده از این قطعه را برای کاربردهای متنوع فراهم می‌کند. جلوگیری از داغ ‌شدن کامپیوتر، لپ‌تاپ و سایر وسایل الکترونیکی و پایین ‌آوردن دمای آن‌‌ها از اصلی‌ترین انواع کاربرد هیت سینک به شمار می‌رود. برخی از مهم‌ترین کاربردهای این قطعه عبارتند از:

• کامپیوتر و لپ‌تاپ (CPU)
• سیستم‌های LED

هیت سینک CPU

پردازنده مرکزی کامپیوتر (CPU) در هنگام پردازش داده‌ها گرمای زیادی تولید می‌کند که در صورت پایین  نیامدن این دما، کامپیوتر دچار مشکل خواهد شد. هیت سینک CPU گرمای پردازنده مرکزی را جذب کرده و با کمک فن‌هایی که در اطراف آن تعبیه شده این گرما را به محیط منتقل می‌کند. عملکرد هیت سینک برای کامپیوتر حیاتی است و از انواع متفاوت آن در خنک‌کردن سرورها و تجهیزات شبکه نیز استفاده می‌شود.

استفاده از هیت سینک در لامپ‌های LED

یکی دیگر از موارد استفاده از هیت سینک در لامپ‌های LED است. شاید تصور این باشد که لامپ‌های LED گرما تولید نمی‌کنند،؛ اما اینطور نیست. گرمای این نوع لامپ‌ها به وسیله هیت سینک مناسب منتقل می‌شود.

در LED ها علاوه بر هیت سینک خارجی، از یک هیت سینک داخلی نیز استفاده شده است. اگر حرارت بالایی که در LED در نتیجه تابش نور تولید می‌شود دفع نشود، فسفر داخل ال ای دی آسیب می بیند؛ در نتیجه نور خروجی کاهش پیدا کرده و تغییر رنگ می‌دهد و نیز طول عمر مفید LED بسیار کاهش پیدا می‌کند.

آشنایی با هیت سینک و انواع آن

هیت سینک‌ها بر اساس نوع کارایی و جنس مواد اولیه به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. بر اساس نوع کارایی هیت سینک‌ها به دو دسته تقسیم می‌شوند که در ادامه آن‌ها را معرفی می‌کنیم.

هیت سینک فعال

همانطور که توضیح دادیم هیت سینک گرما را به روش رسانایی از قطعه الکترونیکی دریافت می‌کند. در مدل‌های فعال این وسیله که عموما در رایانه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد، یک فن وظیفه خارج کردن گرما از مجموعه را بر عهده دارد.

فن یا دمنده در هیت سینک‌های فعال معمولاً به صورت جریان هوای مثبت کار می‌کند. هوا از روی هیت سینک به سمت محیط اطراف حرکت می‌کند. جریان هوای مثبت به دفع گرما از سطح هیت سینک کمک می‌کند.

هیت سینک غیرفعال

نکته مهم در بررسی هیت سینک غیرفعال این است که در این مدل برعکس هیت سینک فعال از فن یا خنک‌کننده استفاده نمی‌شود؛ بلکه این سیستم تنها به جریان همرفتی طبیعی برای کاهش گرما متکی است. مزیت این نوع هیت سینک‌ها عدم استفاده از برق ثانویه و کاهش استفاده از انرژی است.

هیت سینک هیبرید

در این مدل از هیت سینک از ترکیب دو مدل هیت سینک فعال و غیر فعال برای بهترین کارایی استفاده شده است. در هیت سینک هیبرید از دو مکانیزم هر مدل برای کاهش دمای تصاعدی کمک گرفته می‌شود. بلوک‌های فلزی این هیت سینک، شبیه به هیت سینک غیر فعال، به کاهش دما کمک می‌کند و استفاده از فن، شبیه به‌ هیت سینک فعال نیز باعث سهولت کاهش دما می‌شود.

این مدل در مواردی مثل ابررایانه‌ها و سرورهای پیشرفته کارایی مناسبی ارائه می‌دهد و از نظر اقتصادی نیز گزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه محسوب می‌شوند.

آشنایی با هیت سینک و انواع آن بر اساس مواد سازنده

همانطور که در ابتدای مقاله در رابطه با معرفی هیت سینک و نقش ان توضیح دادیم، این قطعه بر اساس جریان رسانایی گرما را منتقل می‌کند. به همین خاطر این قطعه معمولا از فلزاتی ساخته می‌شود که عدد رسانایی بالایی داشته باشند.

هیت سینک های آلومینیومی؛ ارزان و سبک

یکی از پرکاربردترین فلزات در ساخت هیت سینک، آلومینیوم است. این فلز با عدد رسانایی ۲۳۵ وات بر کلوین بر متر انتخاب مناسبی برای ساخت هیت سینک است. برای معرفی هیت سینک آلومینیومی می‌توان به ویژگی‌های زیر اشاره کرد:

1. قیمت ارزان نسبت به دیگر فلزات
2. دمای ذوب بالا
3. دسترسی آسان
4. شکل‌پذیری بالا برای ساخت انواع هیت سینک
5. وزن پایین نسبت به دیگر آلیاژها
6. عدم جذب رطوبت
7. منقبض نشدن و ترک نخوردن

به نقل از سایت دیجیکالا می توان گفت:

هیت سینک‌ها از مواد رسانای حرارتی (معمولا آلومینیوم) ساخته می‌شوند. آلومینیوم در مقایسه با سایر مواد رسانای حرارتی مانند نقره و طلا، فلز بسیار ارزان‌تری محسوب می‌شود. گرمای یک محفظه نسبتا کوچک الکترونیکی توسط یک صفحه فلزی مسطح از طریق رسانایی جذب می‌شود. معمولا برای تسهیل این روند، معمولا یک خمیر حرارتی بین پوشش بیرونی دستگاه الکترونیکی و هیت سینک قرار می‌گیرد. با استفاده از این نوع خمیرها، این دو قطعه می‌توانند تماس فیزیکی بهتری داشته باشند.

آشنایی با هیت سینک مسی

یکی دیگر از فلزاتی که برای ساخت هیت سینک مورد استفاده قرار می‌گیرد، مس است. مس با عدد رسانایی 400 انتخاب خوبی برای ساخت هیت سینک است. اما این فلز به نسبت آلومینیوم هم قیمت بالاتری دارد و هم سنگین‌تر است.

اما در مقابل با عدد رسانایی و فرم‌دهی بهتر می‌تواند نقش موثری به عنوان هیت سینک ایفا کند. از فلز مس برای ابزاری که به کاهش گرمای بیشتری نیاز دارند، استفاده می‌شود.

از فلزات دیگری که برای ساخت هیت سینک استفاده می‌شود، می‌توان به نقره خالص و طلا اشاره کرد. طبیعتا استفاده از این فلزات، کارایی قطعه را افزایش می‌دهد اما در مقابل نسبت به آلومینیوم و حتی مس قیمت به مراتب گران‌تری دارد.

بیشتر بخوانید: ابزار روشنایی رونیکس

سخن آخر

مدیریت حرارت در دستگاه‌های الکترونیکی مثل کامپیوترها و لامپ‌های LED، باعث تقویت عملکرد آن‌ها، صرفه‌جویی در مصرف انرژی و جلوگیری از بروز آسیب به آ‌ن‌ها خواهد بود. پس از بررسی هیت سینک متناسب با نیاز خود، می‌توانید با انتخابی مناسب طول عمر دستگاه خود را افزایش دهید.

شما با کدام‌یک از انواع هیت سینک آشنا هستید؟

سوالات متداول