Disipador

Procesador Pentium III a 800 MHz (con conexión Slot 1), que lleva incorporado un disipador alargado, y dos ventiladores, cada uno de ellos con un cable de alimentación para ser conectado a la placa base.

Un disipador es un elemento físico, sin partes móviles, destinado a eliminar el exceso de calor de cualquier elemento.

Su funcionamiento se basa en la segunda ley de la termodinámica, transfiriendo el calor de la parte caliente que se desea disipar al aire. Este proceso se propicia aumentando la superficie de contacto con el aire permitiendo una eliminación más rápida del calor excedente.

Diseño

Disipadores.

Un disipador extrae el calor del componente que refrigera y lo evacúa al exterior, normalmente al aire. Para ello se necesita una buene conducción de calor a través del mismo, por lo que se suelen fabricar de aluminio por su ligereza, pero también de cobre, mejor conductor del calor, pero más pesado.

En el caso habitual, el disipador está en íntimo contacto con el dispositivo que refrigera, empleando grasa de silicona o láminas termoconductoras para asegurar una baja resistencia térmica entre el componente y el disipador. Para evacuar el calor al ambiente, se aumenta la superficie del disipador mediante aletas o varillas, cuyo diseño varía dependiendo de si existe circulación forzada del aire o sólo convección natural.

El acabado suele ser negro para mejorar la radiación, pero muchas veces se deja el metal expuesto y únicamente se protege de la corrosión. El acabado no debe aumentar la resistencia térmica.

Montaje

La elección del disipador depende del encapsulado del componente y de la potencia que se debe disipar.

Normalmente existen dos métodos para fijar el disipador:

• Mediante tornillos. Pueden ser parte de la cápsula del dispositivo (TO-60, TO-94, TO-103, etc) o bien éste presenta orificios pasantes o roscados, donde se insertan los tornillos.
• Mediante clips elásticos. Este método es más rápido que el anterior y, normalmente, puede sustituir la fijación mediante tornillos.

También es bastante corriente pegar el disipador al chip con algún epoxi termoconductor

Accesorios

Además de los clips o los tornillos provistos de arandelas dentadas, se suelen utilizar otros accesorios:

• Arandelas de nylon, para evitar que los tornillos establezcan contacto eléctrico entre el disipador y algún terminal activo del dispositivo.
• Separadores aislantes, originalmente láminas de mica, actualmente láminas de silicona, que permiten la transmisión del calor entre el disipador y el dispositivo, pero lo mantienen aislado eléctricamente.
• Grasa de silicona, que establece un íntimo contacto entre el disipador y el dispositivo.

Precaución: Debe vigilarse el par que se aplica a los tornillos pues apretando mucho se pueden producir tensiones, tanto en el disipador, curvando su superficie y separándolo del dispositivo, como en el propio dispositivo que, además de separarlo del disipador es cáusa de la aparición grietas en el chip conduciendo a fallos

sipador (°C/W).

• $T_{d}$ es la temperatura del disipador (°C).
• $T_{a}$ es la temperatura ambiental (°C).
• $P$ es la energía disipada por unidad de tiempo (W).

Al usar esta fórmula hay que tener en cuenta que el flujo de aire que recibe el disipador influye en el valor del coeficiente de disipación, siendo menor el coeficiente cuanto mayor sea el flujo. Dicho de otra manera, cuanto mayor sea la corriente de aire que roce con el disipador menor tendrá que ser la diferencia de temperaturas para disipar la misma cantidad de calor.

Dispositivos electrónicos

En los dispositivos electrónicos se suelen usar para evitar un aumento de la temperatura en algunos componentes. Por ejemplo, se emplea sobre transistores en circuitos de potencia para evitar que las altas corrientes puedan llegar a quemarlos.

En los ordenadores su uso es intensivo, como por ejemplo en algunas tarjetas gráficas o en el microprocesador para evacuar el calor procedente de la conmutación de los transistores. Sin embargo, en ocasiones el calor generado en los componentes es demasiado elevado como para poder emplear disipadores de dimensiones razonables, llegando a ser necesarias emplear otras formas de refrigeración como la refrigeración líquida.

Los fabricantes de ordenadores acostumbran incluir un disipador y uno o más ventiladores, aunque no sean estrictamente necesarios, ya que es una forma barata de prevenir los posibles problemas que pueda haber por picos de potencia disipada en el componente o incrementos en la temperatura ambiente del entorno de trabajo.

Bibliografia

• Albert Paul Malvino (2000). Principios de Electrónica. Mc Graw Hill. ISBN 84-481-2568-1. 

Véase también

• Disipador de energía en vía ferrata.

Enlaces externos

• Reviews de disipadores