Un dissipatore di calore è un dispositivo di gestione termica passiva progettato per assorbire, trasferire e dissipare il calore generato da componenti elettronici o meccanici. La sua funzione principale è quella di mantenere temperature operative ottimali e prevenire il surriscaldamento, che può portare a un degrado delle prestazioni o a danni permanenti. In termini tecnici, un dissipatore di calore funge da scambiatore di calore passivo. Funziona secondo il principio della conduzione termica, trasferendo il calore da una fonte ad alta temperatura, come una CPU, un transistor di potenza, un chip LED o un modulo inverter, a una superficie più ampia esposta all'aria ambiente. Questo calore viene quindi dissipato nell'ambiente tramite convezione naturale o forzata, spesso assistita da flussi d'aria o ventole. I dissipatori di calore sono comunemente realizzati in alluminio o rame per la loro eccellente conduttività termica e la leggerezza. La superficie di un dissipatore di calore include tipicamente alette o scanalature per aumentare la superficie e migliorare l'efficienza di raffreddamento. Un dissipatore di calore adeguato non solo garantisce...

Tipi e applicazioni dei dissipatori di calore I dissipatori di calore sono disponibili in un'ampia varietà di design, materiali e capacità termiche. La scelta del tipo giusto dipende dalla densità di potenza del sistema, dai vincoli dimensionali e dai requisiti di raffreddamento. Di seguito è riportata una panoramica dei tipi di dissipatori di calore più comuni e delle loro applicazioni tipiche. Dissipatori di calore passivi e attivi I dissipatori di calore passivi sfruttano la convezione naturale per dissipare il calore senza parti in movimento. Sono silenziosi, affidabili e ideali per dispositivi elettronici a basso consumo, come illuminazione a LED, decoder e sistemi integrati. I dissipatori di calore attivi incorporano ventole, soffianti o pompe per accelerare il flusso d'aria e migliorare la dissipazione del calore. Sono comunemente utilizzati in applicazioni ad alte prestazioni, come CPU, GPU, controller industriali e convertitori di potenza, dove il raffreddamento passivo è insufficiente. Dissipatori di calore ad alette estruse, raschiate e piegate I dissipatori di calore estrusi vengono realizzati spingendo l'alluminio attraverso una matrice sagomata, creando strutture ad alette uniformi. Sono convenienti e ampiamente utilizzati nei dispositivi elettronici di uso generale e nei dispositivi industriali. I dissipatori di calore fresati vengono realizzati tagliando e sollevando le alette direttamente da un singolo blocco di metallo. Questo metodo consente di realizzare strutture alettate dense e ad alta efficienza, con un'eccellente conduttività termica, ideali per sistemi compatti e ad alte prestazioni. I dissipatori di calore ad alette piegate utilizzano sottili fogli di metallo piegati in serie di alette e incollati a una base. Offrono un'elevata superficie e flessibilità di progettazione, rendendoli adatti a spazi ristretti e a requisiti di flusso d'aria direzionale. Ciascuno di questi progetti offre un equilibrio unico tra prestazioni termiche, producibilità e ottimizzazione delle dimensioni. Dissipatori di calore specializzati e personalizzati Alcune applicazioni richiedono soluzioni di raffreddamento uniche che vanno oltre le strutture a alette standard: i dissipatori di calore per saldatura aiutano a proteggere i componenti sensibili durante i processi di fabbricazione o saldatura ad alta temperatura, in particolare nell'elettronica di potenza e nelle linee di assemblaggio. I dissipatori di calore a piastra fredda utilizzano canali interni per il liquido per trasportare rapidamente il calore lontano dai componenti critici. Sono essenziali nei sistemi ad alta potenza come le batterie dei veicoli elettrici, i server e le unità di accumulo di energia. I dissipatori di calore incorporati sono integrati nei circuiti stampati o negli involucri meccanici. Sono comunemente utilizzati in dispositivi compatti e ad alta densità come router, sensori intelligenti e sistemi di elaborazione mobile. Materiali in alluminio e rame La scelta del materiale gioca un ruolo fondamentale nelle prestazioni del dissipatore di calore: l'alluminio è leggero, conveniente, resistente alla corrosione e facile da produrre. Adatto alla maggior parte delle applicazioni standard. Il rame offre una conduttività termica notevolmente più elevata, rendendolo ideale per applicazioni con carichi termici estremi o spazio limitato. Tuttavia è più pesante e costoso. Per risultati ottimali, molti progetti combinano i due materiali: ad esempio, una base in rame per una rapida diffusione del calore con alette in alluminio per una convezione efficiente. Applicazioni comuni nei vari settori I dissipatori di calore si trovano in quasi tutti i sistemi moderni che generano calore. Esempi includono: Settore Tipico utilizzo del dissipatore di calore Elettronica di consumo Dissipatori di calore passivi in ​​alluminio per CPU, GPU, circuiti integrati Sistemi di illuminazione a LED Strutture di raffreddamento passivo integrate o incorporate Server e data center Camere di vapore attive, piastre fredde Automazione industriale Blocchi di rame raschiati, gruppi di alette saldate Veicoli elettrici Sistemi di piastre fredde per il raffreddamento di batterie e inverter Sistemi di energia rinnovabile Dissipatori ad alta potenza estrusi o con alette incollate personalizzate Dagli smartphone agli inverter solari, il dissipatore di calore giusto fa la differenza tra stabilità del sistema e guasto termico.