Dissipador

Dissipadores de calor são muito utilizados na indústria eletroeletrônica nas mais variadas aplicações, como refrigeração de LEDs em luminárias, refrigeração de diodos de potência em retificadores de corrente, refrigeração de MOSFETs em equipamentos de som, entre outros.

Características do dissipador 

O papel do dissipador é aumentar a área de troca térmica do componente que aquece. Por exemplo, um transistor de 1cm x 2cm de área, quando acoplado a um dissipador de calor com 100cm x 2cm de área, irá esfriar de modo muito mais eficiente, pois sua área superficial aumentará 100x.

Os dissipadores de calor são peças metálicas, pois esses materiais são bons condutores térmicos. Teoricamente poderiam ser de zinco, cobre e níquel, mas, na prática, quase todos são feitos de alumínio, pois trata-se de um elemento com boas propriedades mecânicas, boa condutividade térmica, pouco peso e relativamente barato se comparado a opções como cobre.

O alumínio também permite o processo de extrusão, em que um tarugo é colocado de um lado de uma prensa aquecida e, do outro, sai um “espaguete de alumínio” com o formato da ferramenta que estiver na prensa. Esquadrias de janela são feitas pelo mesmo processo.

Como funciona o dissipador? 

O dissipador absorve o calor do componente eletrônico para, depois, transferir este calor para outro lugar, normalmente para o ar à sua volta. O fundamental é evitar a queima por superaquecimento do componente eletrônico. Na prática, o dissipador auxiliará na diminuição da temperatura da junção do transistor ao permitir que o calor escape mais facilmente e não superaqueça a parte eletrônica.

Para isto, é importante um bom contato mecânico entre o dissipador e o componente eletrônico. Também é importante possuir um bom dimensionamento do dissipador de calor, que precisa dar conta da remoção do calor gerado.

Várias estratégias podem ser utilizadas neste processo, com ênfase na massa, na área ou em um meio-termo entre massa e área do dissipador. A refrigeração do dissipador pode ser passiva (sem ventilação forçada) ou ativa (com ventilação forçada).

Podemos alterar a superfície de um dissipador de calor de alumínio por um processo chamado anodização e, desta forma, favorecemos o mecanismo de perda de calor por radiação. Podemos, também, alterar o fluido que irá refrigerar o dissipador de calor. Por último, pode-se trabalhar em sistemas fechados de dissipação, onde a evaporação e a condensação operam em sistemas conhecidos como “heat-pipes”.

Tipos de dissipador 

Os dissipadores de calor podem ser classificados conforme o processo de fabricação:

Dissipador estampado: O dissipador de calor estampado é reconhecido no mercado por ser uma peça simples de confeccionar e com custo reduzido. Produzidos a partir da estampagem de uma chapa fina, estes dissipadores possuem pouca massa e se destinam a aplicações de baixa potência. Os dissipadores estampados possuem um tamanho e formato que não são modificáveis.

Dissipador por extrusão: Esta versão de dissipador é mais customizável, pois neste processo são produzidos perfis dissipadores com vários metros de comprimento. Estas barras são armazenadas para serem posteriormente cortadas no tamanho desejado pelo consumidor. São mais versáveis, pois a mesma barra pode dar origem a dissipadores com 30mm de comprimento ou a dissipadores com 400mm de comprimento, sem a necessidade de modificar ferramentas. São dissipadores de aplicações de baixa, média e alta potência. Normalmente possuem excelente usinabilidade, conferindo versatilidade ainda maior a este processo.

Dissipador “montado”: Neste processo, uma base geralmente bastante espessa é usinada de modo a receber posteriormente as aletas. Com isto, pode-se montar dissipadores de praticamente qualquer medida. Entretanto, a usinagem envolvida torna este tipo de dissipador bastante caro. A montagem precisa ser cuidadosa e as partes devem encaixar de maneira bem justa de modo a evitar o comprometimento da funcionalidade do dissipador de calor.

Benefícios do dissipador:

O dissipador de calor surge como um elemento fundamental no projeto de conversores eletrônicos. Por ser um dispositivo mecânico conectado ao corpo do semicondutor, o dissipador de calor fornece um caminho eficiente para transferir o calor interno no componente para o ambiente.

Se não for utilizado um dissipador, todo o calor precisará transferido do encapsulamento para o ar em um processo não eficiente. O dissipador de calor vem justamente tornar mais eficiente esta troca térmica entre componente e o ar, consequentemente evitando a queima do semicondutor por sobreaquecimento.

Quando a parte eletrônica trabalha em temperaturas mais baixas, aumenta a vida útil do componente eletrônico: o cooler/dissipador de calor evitam superaquecimentos de componentes.

Aumenta a vida útil de todo o equipamento: O equipamento precisa funcionar como um todo. Se um único transistor queima, todo o equipamento deixa de funcionar;

Colabora com a eficiência do equipamento: O cooler e dissipador de calor devido a sua função de eliminar o calor gerado pelos processadores do maquinário, além de proteger o equipamento, também atua aumentado a sua eficiência, pois equipamentos eletrônicos com temperatura adequada funcionam com mais eficiência;

Diminui manutenções: Manutenções sempre implicam na interrupção do trabalho de um equipamento, horas de deslocamentos e outros custos indesejados.

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