Determinar se o chassi é um dissipador de calor adequado?

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Peguei uma caixinha de alumínio para um pequeno projeto DAC alimentado por USB ...

... e ao montá-lo, notei que os painéis laterais da caixa eram muito frios ao toque e feitos de alumínio espesso com um design promissor:

Eu tenho alguns ICs em potencial que podem precisar de refrigeração, dependendo de onde o design / esquema me leva, e fiquei pensando como seria possível determinar se os painéis seriam úteis ou não como dissipadores de calor? Não espero que eles funcionem tão bem quanto um dissipador de calor real, mas para CIs menores (reguladores de tensão e similares) seria útil saber que a opção existe.

Existe uma maneira de calcular matematicamente a resistência térmica de um painel como este , ou é a melhor maneira de executar apenas alguns testes de temperatura?

heatsink thermal cooling

— abza
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Quando pesquisando "resistência térmica de alumínio", o primeiro hit foi a seguinte calculadora: mustcalculate.com/electronics/thermalresistance.php

— Dampmaskin

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Uau, isso é realmente um "doce pequena caixa de alumínio"

— tubo de

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Esses lados pretos parecem anodizados, tingidos de preto. Se for tinta preta, o dissipador de calor não será eficaz. Outro ponto - a condução de calor de um lado para o outro será bastante boa - como você se sentiria com um painel frontal quente?

— precisa saber é o seguinte

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@ laptop2d - Caixas de alumínio pequenas doces International ™! Não, eu peguei neste site - modushop.biz . Eles são uma empresa italiana que fabrica gabinetes principalmente para a indústria de áudio DIY.

— Abza

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Supondo que você possa levar o calor da embalagem para a caixa bem, é provável que o dissipador de calor na caixa seja melhor do que o calor no ar dentro da caixa (através de um dissipador de calor com aletas). Não obstante os orifícios.

— Jack B #

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Usar o invólucro como dissipador de calor é um método comum, porém algumas coisas devem ser entendidas.

Como o Laptop2d menciona, é difícil modelar as características térmicas do gabinete, e uma medição experimental pode ser prudente.
Dissipadores de calor dependem do fluxo de ar para funcionar. Como essas placas são planas, há uma boa chance de alguém instalar a caixa contra algo isolado termicamente ... por exemplo, empurrado contra o drywall. Se isso é para você, e você pode controlar o fluxo de ar, pode ser bom. Caso contrário, pode ser necessário adicionar recursos à placa para evitar a ocorrência e projetá-la para funcionar nas piores circunstâncias, ou as coisas podem falhar ou até pegar fogo.
Quão quente ficará o prato. Embora o dissipador de calor seja suficiente para manter os eletrônicos funcionando, a placa em si pode estar muito quente ao toque, quente o suficiente para causar queimaduras na pele. É importante que qualquer superfície externa seja mantida a temperaturas razoáveis.
A física determina que a placa se expanda sob a temperatura. Isso pode resultar em efeitos colaterais mecânicos infelizes em alguns casos. (perdoe o torcadilho...)

— Trevor_G
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Dois trocadilhos mesmo. Em alguns casos, pode haver efeitos colaterais ao lado dos seus casos.

— user253751

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Dissipar na lateral da caixa com conectores é uma maneira comum de obter fluxo de ar. Mas é claro que isso significa que é mais provável que seja tocado lá, talvez diminuindo o limite superior de temperatura de ai para um pouco quente (os limites superiores são determinados em alguns padrões). Por exemplo reguladores são muitas vezes necessários perto do de qualquer maneira conector de alimentação, e saiu correndo para a parte traseira onde o poder vem em.

— Chris H

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R_{t h} = \frac{3.3}{\sqrt{λ \cdot d}} C + \frac{650}{S} C

$R_{th} = \frac{3.3}{\sqrt{\lambda \cdot d}}C+\frac{650}{S}C$

$d$

$\lambda$

$S$ $^2$

$C$

Obviamente, como sempre estamos falando sobre transferência de calor, não há uma resposta simples, porque a maioria das equações nesse campo é empírica. Para (provavelmente) uma solução mais precisa, consulte, por exemplo, este artigo: http://www.heatsinkcalculator.com/blog/how-to-design-a-flat-plate-heat-sink/

— Jakub Rakus
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Uma placa fina é um difusor de calor ruim, portanto, considerar S como a área de todo o lado provavelmente será otimista para um ou dois componentes (estou visualizando o TO-220s porque eles são fáceis de conectar aos gabinetes). O link no final entra em mais detalhes sobre isso.

— Chris H

Acho que o motivo pelo qual perguntei é justamente porque os painéis não são planos - eles têm ranhuras que imaginei que poderiam ajudar a irradiar calor. Geralmente, isso é apenas uma questão de calcular a área de superfície real dada as ranhuras e depois extrapolar para fora a placa "plana" de tamanho equivalente?

— abza

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O problema é que você precisará modelar a caixa inteira e o ar para obter uma figura razoável de quanto calor o chassi pode sangrar.

Você pode modelá-lo como um dissipador térmico infinito (à temperatura ambiente) e depois usar o coeficiente de junção térmica do pacote e a resistência térmica da pasta ou bloco térmico que você vai afundar na caixa.

Ou, se o plano exigir dissipar muito calor, a caixa pode ser modelada como uma resistência térmica. O alumínio é 205,0 W / (m K), mas o problema é que o ar está circundando toda a caixa. Para realmente modelar isso, seria necessário resumir toda a resistência térmica em muitos pontos diferentes, porque o ar tem uma condutividade térmica de 0,024 W / (m K)

Por experiência, provavelmente seria mais fácil conectar um resistor ao lado e medi-lo.

— Voltage Spike
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A temperatura da sala provavelmente não é um bom palpite para vários watts de potência. Estou pensando em gabinetes de disco rígido externos ou discos rígidos nus de 3,5 "rodando ao ar livre (provavelmente de 5 a 10W). As partes externas tendem a ficar acima da temperatura ambiente em 10 ou 20 graus quando colocados no chão, sem ventiladores ou janelas abertas criando fluxo de ar. (palpite de memória de quão quente eles estavam; mas isso é consistente com o que os sensores de temperatura internos disseram). Acho que foi por isso que você escreveu o parágrafo depois disso, para o caso de aquecimento do chassi. não-desprezível.: P

— Peter Cordes

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O chassi pode ser adequado do ponto de vista térmico. Se for necessário isolar os dispositivos eletricamente. Materiais como Beta Alumina, Mica, Silpad etc. são isoladores de eletricidade e condutores de calor. A condutividade térmica finita fornecerá uma penalidade térmica Em comparação com os parafusos de metal direto. Lembre-se de que os semicondutores que desperdiçam energia são acoplados capacitivamente ao gabinete, apesar de serem isolados eletricamente.Se houver ondas quadradas de alta frequência, sua pequena caixinha de alumínio será uma boa antena e poderá ocorrer falha na irradiação da EMC. O dissipador de calor do chassi era mais comum nos circuitos lineares da velha escola.

— Autista
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