O que é um dissipador de calor?
Um dissipador de calor é um componente eletrônico fabricado em material metálico em diversos tamanhos e formatos com objetivo de auxiliar a dissipação de calor de outros componentes eletrônicos como transístores, circuitos integrados, Triacs, SCRs, diodos, resistores de potência, etc...
Qual a função de um dissipador de calor?
Os componentes eletrônicos são utilizados para manipular as grandezas elétricas como tensão, corrente, resistência, etc.. a fim de se chegar a alguns objetivos nos circuitos eletrônicos. Ao conduzir a corrente elétrica esses componentes causam quedas de tensões no circuito eletrônico, as vezes desejadas outras vezes não, mas em ambos os casos essas quedas de tensões nos componentes eletrônicos elevam a temperaturas dos mesmos, o que pode mudar as características elétricas do componente eletrônico ou mesmo queima-lo, o que lógico não é desejado, por isso os componentes eletrônicos necessitam de um auxílio para dissipação do calor através de um dissipador de calor.
Dissipador de calor de cobre ou alumínio? Qual o melhor?
Os materiais metálicos são bons condutores de calor, por isso são utilizados na fabricação de dissipadores de calor. E entre os metais, o mais utilizado é o alumínio porque se obtêm o melhor custo/benefício, mas também pode ser fabricado em cobre quando necessário.
O dissipador de calor de alumínio tem boa irradiação de calor e boa dissipação de calor para o exterior, é leve e tem um preço acessível, já o dissipador de calor de cobre tem um melhor rendimento que o dissipador de calor de alumínio, porém o cobre é mais caro, então o uso fica mais restrito a projetos que necessitam de um melhor rendimento e tem orçamento maior para arcar com esse custo extra.
Dissipador de calor de ferro funciona?
Não temos conhecimento de nenhum fabricante que tenha em seu catálogo algum dissipador de calor fabricados em ferro, mas talvez até sejam fabricados em algumas circunstâncias a pedido do cliente, mas o ferro não conduz e nem irradia o calor tão bem quando o alumínio e o cobre, além disso é mais pesado e pode oxidar gerando perda de transferência térmica, mas é mais barato e pode ser uma opção para reduzir o custo do projeto mais modesto.
Alguns podem pensar que um dissipador de calor de ferro não funciona porque acham que nunca viram um ou porque não tem a venda, mas funciona, uma prova que o ferro serve como dissipador são os aparelhos com caixas de ferro e tem componentes eletrônicos parafusados externamente para dissipar a energia térmica através do próprio gabinete.
Só é importante se atentar a alguns detalhes, como os gabinetes costumam ser aterrados para segurança do operador, o componente eletrônico, precisa ter contato térmico, mas não elétrico com o gabinete, para isso utiliza-se mica entre o componente e o gabinete, ou um adesivo específico para essa finalidade, e para prender o componente eletrônico no gabinete, utiliza-se parafusos com buchas isolantes de nylon e arruelas de fenolite ou baquelite para minimizar o risco de contato elétrico entre o dissipador de calor e o componente eletrônico impedindo algum curto circuito.
Como melhorar a transferência de calor do dissipador?
No mercado existem centenas de modelos de dissipadores de calor diferentes, pode ser de alumínio fundido, alumínio estampado ou extrudado, desde uma pequena chapa quadrada de alumino sem acabamento até outros em formatos com aletas bem complexos, anodizados em diversas cores. A anodização do alumínio encarece um pouco o dissipador de calor mas oferece uma melhoria na transferência térmica, dissipação, acabamento, durabilidade e aparência.
Não basta ter um bom dissipadores de calor para ter uma boa transferência de energia térmica. Para funcionar corretamente e se obter o melhor rendimento na transferência de calor os dissipadores de calor devem ficar bem unidos aos componentes eletrônicos, e para melhorar a transferência de calor do componente para o dissipador de calor, deve-se usar pasta térmica entre eles, a pasta térmica melhora o contato, preenchendo as irregularidades das superfícies do componente eletrônico e do dissipadores de calor.
Se o projeto necessitar utilizar um dissipador de calor que tenha as dimensões reduzidas, mas necessita dissipar bastante calor deve-se utilizar o ar forçado através de micro ventiladores, ventoinhas ou coolers que aumentam em muito a eficiência dos dissipadores de calor. Um exemplo são os processadores de computadores que sempre tem coolers em cima para resfriamento.
Como fazer um dissipador de calor?
Fazer um dissipador de calor corretamente a nível de engenharia, bem especificado e projetado não é algo simples de se fazer, um dissipador de calor profissional para um propósito específico exige muitos cálculos e ainda deve-se especificar corretamente os formatos, dimensões, distâncias entre as aletas se o dissipador tiver e ainda controlar e especificar corretamente os materiais, porque não adiantar projetar calcular e na hora de fabricar usar um material diferente do que se necessita.
Como tudo isso é complicado e fora da realidade da maioria dos estudantes, hobbistas, makers e até técnicos que não precisam do melhor rendimento e a intenção é fazer um pequeno dissipador sem muitas pretensões de aparência e segurança do componente eletrônico, o mais simples a fazer é utilizar um pedaço de alumínio, cobre ou ferro e monitorar a temperatura com os dedos mesmo ou com algum termômetro digital ou laser.
Colocar um pedaço de metal qualquer e verificar com os dedos a temperatura não é solução elegante, nem uma saída técnica para o problema, mas é a solução mais simples que se pode encontrar, e é bem utilizada no dia a dia quando se monta algo rápido como uma fonte simples para algum protótipo.
Uma opção econômica que se deve considerar para melhorar um pouco a dissipação do componente eletrônico é utilizar o próprio cobre da placa de circuito impresso como um dissipador.
Essa técnica poderia ser aplicada a componentes eletrônicos como reguladores de tensão, transístores, triacs, SCRs, diodos, entre outros que tenham encapsulamento TO-220 e similares.
O componente teria os terminais dobrado 90 graus e parafusado na placa de circuito impresso em uma área específica para funcionar como dissipador de calor, de preferência longe das ilhas e trilhas para que não cause nenhum curto, mas se isso não for possível as devidas isolações elétricas devem ser realizadas.
O dissipador de calor da placa poderia ser um pequeno retângulo de preferência sem verniz para melhorar o contato térmico, mas se as soluções acima não forem satisfatórias, e pode-se investir um pouquinho ter um dissipador com um acabamento mais bonito, ter praticidade e qualidade no projeto com os dissipadores de calor do soldafria. Temos diversos modelos que suprirão com certeza as necessidades de qualquer projeto.
