¿Determinar si el chasis es un disipador de calor adecuado?

El uso de la carcasa como disipador de calor es un método común, sin embargo, se deben entender algunas cosas.

1. Como menciona Laptop2d, es difícil modelar las características térmicas de la carcasa, y una medición experimental puede ser prudente.

2. Los disipadores de calor dependen del flujo de aire para funcionar. Dado que esas placas son planas, existe una buena posibilidad de que alguien instale la caja pegada a algo aislado térmicamente... por ejemplo, empujada hacia atrás contra un panel de yeso. Si esto es para algo propio y puede controlar el flujo de aire, puede estar bien. De lo contrario, es posible que deba agregar características a la placa para evitar que ocurra y diseñarla para que funcione en las peores circunstancias, o las cosas pueden fallar o incluso incendiarse.

3. ¿Qué tan caliente se pondrá el plato? Aunque el disipador de calor puede ser suficiente para mantener sus dispositivos electrónicos en funcionamiento, la placa en sí puede estar muy caliente al tacto, incluso lo suficientemente caliente como para causar quemaduras en la piel. Es importante que cualquier superficie exterior se mantenga a temperaturas razonables.

4. La física dicta que la placa se expandirá bajo la temperatura. Esto puede resultar en efectos secundarios mecánicos desafortunados en algunos casos. (perdón por el juego de palabras...)

Sus paneles laterales son ejemplos clásicos de la forma más simple de radiador: la placa plana. La ecuación simple para calcular su resistencia térmica (en W/K) es:

$d$- espesor de placa en mm,

$\lambda$- conductividad térmica (237 W/mK para aluminio),

$S$- área de la placa, en cm$^2$- en su caso, debe suponer que solo un lado de la placa disipa el calor,

$C$- coeficiente que depende de la superficie y el posicionamiento de la placa: 1,0 para placa horizontal en bruto, 0,85 para vertical en bruto, 0,50 para horizontal ennegrecida, 0,43 para vertical ennegrecida.

Por supuesto, como siempre que hablamos de transferencia de calor, no hay una respuesta simple, porque la mayoría de las ecuaciones en este campo son empíricas. Para (probablemente) una solución más precisa, busque un ejemplo en este artículo: http://www.heatsinkcalculator.com/blog/how-to-design-a-flat-plate-heat-sink/

El problema es que necesitará modelar toda la caja y el aire para llegar a una cifra razonable de cuánto calor puede liberar el chasis.

Simplemente podría modelarlo como un disipador térmico infinito (a temperatura ambiente) y luego usar el coeficiente de unión térmica del paquete y la resistencia térmica de la pasta térmica o almohadilla que va a hundir en la caja.

O si el plan requiere disipar mucho calor, la caja podría modelarse como una resistencia térmica. El aluminio es de 205,0 W/(m·K), pero el problema es que el aire rodea toda la caja, por lo que para modelar realmente esto necesitaría sumar toda la resistencia térmica en muchos puntos diferentes porque el aire tiene una conductividad térmica de 0,024. W/(m·K)

Por experiencia, probablemente sería más fácil conectar una resistencia al costado y medirla.

El chasis puede ser adecuado desde un punto de vista térmico. Si lo es, es posible que deba aislar los dispositivos eléctricamente. Los materiales como Beta Alumina, Mica, Silpad, etc. son aislantes de electricidad y conductores de calor. La conductividad térmica finita le dará una penalización térmica. en comparación con los pernos metálicos directos. Recuerde que los semiconductores que desperdician energía están acoplados capacitivamente a la carcasa a pesar de estar eléctricamente aislados. Si hay ondas cuadradas de alta frecuencia involucradas, su pequeña y agradable caja de aluminio será una buena antena y podría fallar la EMC radiada. El disipador de calor del chasis era más común con los circuitos lineales de la vieja escuela.