什么是散热器，它是如何工作的？

​​计算机的 CPU（中央处理器）通常容易过热，因为它的某些组件会过热，从而对整个计算机的功能构成风险。

在这篇文章中，您将了解散热器如何帮助保护计算机的 CPU 免于过热，确保最高效率并保护关键部件和组件。

什么是散热器？

散热器是一块金属，它位于计算机芯片（如 CPU）的顶部，并通过让组件通过一系列鳍片上升来从组件中吸取电力。

就其本身而言，散热器是被动的，这意味着它们没有活动部件。然而，在大多数情况下，散热器与风扇相结合，风扇将热空气吹走，或液体冷却解决方案将热量传递到管道的一半。

散热器的用途是什么？

CPU 容易过热，因为它的某些组件会产生热量。如果没有散热器，组件产生的热量会留在 CPU 中，这会燃烧或炸毁它。

因为大多数组件都是由电子芯片制成的，所以它们很容易吸收热量。如果它们接收到过多的热量，它们就会损坏，因此变得无用，从而对高性能计算机的功能构成风险。

拥有散热器至关重要，因为即使您长时间使用它，它也可以帮助您的 CPU 冷却。它旨在吸收来自 CPU 的热量，然后将热量从其组件中散开。热量的散发是可能的，因为散热器有翅片，这在传热过程中提供了更多的表面积。

散热器需要与热源紧密接触，以最大限度地提高冷却效果。散热器使用热导体将热量移动到翅片中，翅片具有更大的表面积，从而将热量分散到整个计算机中。

散热器是如何工作的？

散热器通过四个基本步骤将热量从组件中带走：

1. 热源产生热量：此源是任何产生热量并需要将其移除才能运行的系统。

2. 热量从源头传递出去：热量通过自然传导进入散热器并远离源头，这直接受到散热器材料的导热性的影响。 这是由于散热器中的高导热材料（如铜和铝）成为可能。

3. 热量分布在整个散热器中：热量通过自然传导自然地传播到整个散热器中，从高温环境到低温环境穿过热梯度。这意味着散热器通常朝向源头更热，而朝向散热器末端的温度更低。

4. 热量从散热器中散去：此过程依赖于散热器的温度梯度及其工作流体 - 最常见的是空气或非导电液体。

a. 工作流体穿过温暖的散热器的表面，利用热扩散和对流将热量从表面移开并进入周围环境。

b. 这依赖于温度梯度，因此如果周围温度不低于散热器的温度，则不会发生对流和随后的散热。

c. 散热器的总表面积变得有益，因为较大的表面积为热扩散和对流的发生提供了更大的面积。

散热器的类型有哪些？

有三种类型的散热器：无源散热器、有源散热器和混合散热器。

被动式散热器

被动式散热器依赖于自然对流，这意味着热空气漂浮的能力会导致散热器上产生气流，并且它们不需要二次电源或控制系统来散热。但是，被动式散热器在从系统中散热方面不如主动式散热器有效。

有源散热器

有源散热器利用强制空气（通常由风扇、鼓风机甚至整个物体的运动产生）来增加流体在热区域的流动。

这就像您的计算机变热后，个人计算机中的风扇会打开。风扇迫使空气穿过散热器，从而允许更多未加热的空气穿过散热器表面。这增加了散热器上的总热梯度，允许更多的热量排出。 

混合散热器

混合散热器结合了无源和有源散热器的特性。这些配置不太常见，通常使用控制系统根据温度要求冷却系统。

当系统在较冷的水平下运行时，强制气源处于非活动状态，仅被动冷却系统。一旦水源达到更高的温度，主动冷却机构就会启动以增加水槽的冷却能力。

什么是散热器化合物？

散热片化合物——又称导热硅脂、导热膏、CPU导热膏、散热膏、散热片膏、导热界面材料——是用作CPU散热器和热源之间接口的粘膏。

散热器化合物用于填充 CPU 或其他发热组件与机械散热器之间的间隙。机械散热器放置在 CPU 上。热量通过机械散热器流向 CPU 的鳍片，风扇将空气吹过以散发多余的热量。

最后的思考

散热器在将热量从 CPU 散发出去、避免过热、保护关键部件和组件的物理表面方面发挥着关键作用。

如果 CPU 过热，计算机的功能会受到影响，从而在最重要的时间和位置阻碍性能。

在乐瑞，我们配备了定制的电路板和标准散热器以及鼓风机，以全面减少组件和系统上的热量。

我们的工程师花费无数小时配置具有最佳冷却设置的解决方案，以提取热量并将其从机箱中排出，从而在所有环境中实现最佳性能。

我们还在内部对我们的零部件进行热室测试，以确保我们的系统满足军事客户的严格标准和要求。

这就是为什么高质量的散热器很重要的原因，无论是有源、无源还是混合形式，因为它可以保护计算机基础设施的核心组件，始终确保最高效率。