Tren dalam elektronik, khususnya elektronik konsumen, mengarah pada produk yang lebih kecil dengan kombinasi fitur yang disempurnakan. Akibatnya, banyak komponen elektronik disemir menjadi faktor bentuk yang sangat kecil. Contoh nyata adalah PC notebook. Tipis dan “Lite,” PC notebook telah menyusut secara signifikan, namun kekuatan pemrosesannya tetap dipertahankan atau ditingkatkan. Contoh lain dari tren ini termasuk sistem proyeksi dan set-top box. Kesamaan yang dimiliki semua sistem ini, selain ukuran yang secara signifikan lebih kecil—dan masih terus menurun—adalah bahwa jumlah panas yang harus dihamburkannya tidak berkurang; sering meningkat! Di PC notebook, sebagian besar panas dihasilkan oleh prosesor; di proyektor, sebagian besar panas dihasilkan oleh sumber cahaya. Panas ini perlu dihilangkan secara diam-diam dan efisien.
Cara paling tenang untuk menghilangkan panas adalah dengan komponen pasif seperti unit pendingin dan pipa panas. Namun, ini terbukti tidak cukup di banyak produk elektronik konsumen populer — dan harganya juga agak mahal. Alternatif yang baik adalah pendinginan aktif, memasukkan kipas ke dalam sistem untuk menghasilkan aliran udara di sekitar sasis dan komponen penghasil panas, yang secara efisien menghilangkan panas dari sistem. Namun, kipas adalah sumber kebisingan. Ini juga merupakan sumber tambahan konsumsi daya dalam sistem—pertimbangan yang sangat penting jika daya akan disuplai oleh baterai.
Spesifikasi kinerja penting untuk kipas pendingin elektronik mencakup aliran udara maksimum, tekanan statis maksimum, dan tingkat suara maksimum. Spesifikasi kelistrikan yang penting untuk dipertimbangkan termasuk tegangan motor, arus pengoperasian, dan daya. Spesifikasi penting yang harus diperhatikan saat mencari kipas pendingin elektronik meliputi tingkat kebisingan maksimum; ketebalan, panjang, dan diameter; dimensi selubung atau selungkup; dan temperatur operasi. Fitur atau opsi umum untuk kipas pendingin elektronik termasuk rotor terkunci dan proteksi suhu berlebih, kecepatan atau aliran variabel, dan deteksi kesalahan. Kipas pendingin elektronik yang menampilkan pendinginan IC/PCB dirancang untuk mendinginkan sirkuit terintegrasi (IC) dan papan sirkuit tercetak (PCB).
Cara Memilih Fan Sesuai Pemakaian
Pahami di mana dan berapa banyak panas yang dihasilkan: Sebelum Anda dapat memulai proses pemilihan kipas, Anda harus memahami berapa banyak panas yang dihasilkan sistem Anda. Komponen seperti mikrokontroler, prosesor, FPGA, dan MOSFET seringkali merupakan konsumen daya terberat dan, karenanya, penyebab utama pembuangan panas yang signifikan. Komponen ini dapat membuat hot spot di dalam sistem. Namun, dimungkinkan untuk memodelkan profil termal yang dihasilkan, baik dengan sejumlah termokopel terdistribusi atau lebih akurat menggunakan CFD.
Tentukan aliran udara yang diperlukan untuk menjaga agar kenaikan suhu tetap terkendali: Performa dan keandalan komponen dapat menurun drastis saat beroperasi pada suhu yang lebih tinggi. Meskipun perangkat biasanya memiliki kisaran suhu pengoperasian tertentu, sering kali diinginkan untuk menjaga suhu pengoperasian sebenarnya jauh di bawah batas atas kisaran tersebut. Oleh karena itu, untuk menentukan aliran udara (Q) apa yang diperlukan untuk memastikan bahwa suhu komponen tetap dalam kisaran yang dapat diterima, pertama-tama kita perlu menentukan kenaikan suhu yang diperbolehkan (ΔT).
Temukan kipas yang memenuhi persyaratan aliran udara: Kita perlu memahami impedansi aliran udara dari sistem kita. Biasanya, produsen kipas menentukan aliran udara untuk tekanan statis tertentu, yaitu tekanan atmosfer di dalam penutup saat tidak ada aliran udara. Karena aliran udara berbanding terbalik dengan tekanan statis, pabrikan biasanya menyajikan informasi menggunakan grafik. Impedansi aliran udara, juga disebut sebagai tekanan balik, adalah penurunan tekanan udara dari saluran masuk ke saluran keluar. Perbedaan ini dapat diukur untuk laju aliran udara yang berbeda dengan menggunakan sensor tekanan atau dengan menempatkan sistem dalam ruang udara. Dengan memplot impedansi aliran udara suatu sistem pada grafik yang sama yang menunjukkan variasi aliran udara terhadap tekanan statis, kita dapat sampai pada titik operasi yang ditentukan oleh perpotongan kedua kurva ini.
Memilih Jenis Kipas/Fan: Jenis kipas yang paling umum adalah kipas aksial. Ini dapat memberikan aliran udara yang tinggi dan ideal untuk sistem dengan tekanan statis yang relatif rendah karena udara masuk dan keluar kipas dalam arah yang sama. Kipas sentrifugal mengeluarkan udara ke arah yang berbeda, yang memiliki efek mengompresi udara. Ini mungkin berguna untuk mengatasi tekanan statis yang lebih tinggi yang ditemui di beberapa sistem. Namun, biasanya, kipas semacam itu hanya cocok untuk kebutuhan aliran udara yang lebih rendah.
Pertimbangan terakhir: Kebisingan kipas, baik akustik maupun elektrik, dan kontrol kecepatan adalah faktor lain yang mungkin perlu dipertimbangkan oleh perancang. Kipas aksial, terutama kipas berdiameter lebih besar, biasanya akan lebih senyap dalam operasinya daripada kipas yang lebih kecil yang harus bekerja lebih cepat untuk mencapai aliran udara yang sama, dan tentu saja akan lebih senyap daripada kipas sentrifugal atau tipe blower yang sebanding. Sementara beberapa kipas pendingin dapat terus dioperasikan, saat ini kemungkinan besar pemantauan suhu akan digunakan sehingga kipas hanya dihidupkan saat diperlukan. Yang lebih mungkin adalah kecepatannya disesuaikan untuk mencapai tingkat pendinginan yang diperlukan.
Kontributor: Daris Arsyada
Sumber:
https://www.electronicdesign.com/technologies/analog/article/21805288/how-to-choose-a-cooling-fan-in-five-easy-steps
https://www.globalspec.com/learnmore/electrical_electronic_components/fans_electronic_cooling/electronic_cooling_fans_blowers
https://sofasco.com/blogs/article/electronic-cooling-fans-structure-air-flow-static-pressure-characteristics
