Wetenschapsforum

Hallo vrienden!
 
Ik ben bezig met een klein projectje, en nu wil ik de heatsink berekenen die ervoor nodig is om mijn printplaat te koelen.
 
de baseplate van de heatsink is 80x90x2 (mm)
Er moet 50 Watt worden weggestookt
ambient temp is 45 graden.
Max temp wat de baseplate mag worden is 120 graden.
De lengte van de vinnen is vast 80mm lang.
De heatsink word gemaakt van aluminium. (termal conductivity 205 bij 25 graden C.
 
Graag zou ik willen weten hoe ik de dikte, hoogte en aantal vinnen kan bereken. is er een boek van? of zouden jullie mij hiermee opweg kunnen helpen?
 
Met vriendelijke groet,
 
the hobbyist
 

Het temperatuurverschil dat je toelaat is 120 ºC - 45 ºC = 75 ºC. Dat gebeurt bij een vermogen van 50 W. Dus de koelplaat dient dan een warmteweerstand naar de omgeving te hebben van 1,5 ºC/W. Je zou eens naar bestaande koelblokken met die specificatie kunnen kijken die een beetje lijken op wat jij nodig hebt.
Overigens is 120 ºC niet bepaald koel; knappe print die dat zonder problemen gedurende langere tijd volhoudt.

Is de koeling passief, of wil je ook een fan gaan gebruiken?
 
Met 2 mm bedoel je de dikte van de bodemplaat van de heatsink? Zo ja, dan kan dat wel eens te dun zijn, zeker als het te koelen object een klein oppervlak heeft zoals een chip, dan wil je een vrij dikke bodem om de warmte naar de vinnen te kunnen transporteren. 
 
Verder is bij passieve koeling de oriëntatie van groot belang; de lucht moet zo goed mogelijk langs de vinnen kunnen strijken.
 
Hier vind je een eenvoudige calculator waarmee je het volume van de benodigde heatsink ruwweg in kan schatten.
Hier een calculator met wat meer precisie.
 
Heb je meer vragen, beschrijf dan nauwkeuriger wat je hoe wilt koelen.

Luchtstroom is inderdaad een enorme factor, en gezien de temperatuur neem ik aan dat je dit in een behuizing wilt gaan doen (anders zou je je vingers branden aan het koelblok). Een stil ventilatortje kan zo een factor 10 schelen ten opzichte van natuurlijke luchtstroom, en bij dit soort vermogens vrijwel altijd het overwegen waard: Iets is de orde van 1.5 K/W bij natuurlijke convectie is een behoorlijk groot en zwaar blok - je kan evt op specificatie zoeken bij een leverancier om te zien waar je ongeveer aan moet denken.