Светодиод (LED) - один из самых перспективных новых источников холодного света в 21 веке. Светоизлучающий механизм светодиодов состоит в том, что электроны в PN-переходе переходят между энергетическими полосами, чтобы генерировать световую энергию, и чип имеет явление лихорадки, особенно мощный светодиод, который собирается в модуль с использованием множества Светодиоды и тепловыделение значительно увеличены. В настоящее время только 15% -20% энергии светодиодов преобразуется в энергию света, а оставшиеся 80% -85% энергии преобразуется в тепловую энергию, а размер микросхемы составляет всего 2112,52,5 мм, что приводит к большой плотности мощности чипа (до 21). / Мм мм). Тем не менее, теплоотдача светодиодного устройства является относительно плохим. Во-первых, поскольку инфракрасный спектр белого светодиода не содержит инфракрасного участка, то есть его тепло не может выделяться излучением; во-вторых, диффузионное тепловое сопротивление и тепловое сопротивление светодиодной лампы велики. Плохое рассеивание тепла может привести к серьезным последствиям, таким как уменьшение светоотдачи светодиода, сокращение срока службы устройства и смещение основной длины волны светодиода. Поэтому, как сделать эту тепловую энергию самым коротким путем, самым быстрым способом, и максимизировать эмиссию, стало одной из ключевых проблем.
Светодиодное управление температурой в основном включает три аспекта: уровень микросхемы, уровень упаковки и уровень нагрева системной интеграции. Среди них чип является основным компонентом нагрева, его квантовая эффективность определяет тепловую эффективность, а материал подложки определяет эффективность теплопередачи чипа; для упаковки структура упаковки, материалы и процесс непосредственно влияют на эффективность рассеивания тепла; интегрированный в систему уровень тепловыделения также называется внешним. Радиатор в основном включает в себя радиатор, тепловую трубу, вентилятор, пластину для выравнивания температуры и тому подобное. В последние годы академическим кругам в стране и за рубежом все больше внимания уделяется проблеме рассеивания тепла светодиодами, и соответственно проводятся различные исследования. Однако, поскольку рассеяние тепла светодиодными лампами является в основном эмпирической конструкцией, система рассеивания тепла является относительно плохой в профессионализме, так что проблема рассеивания тепла светодиодных ламп все еще остается очень высокой. серьезно. Поэтому термический анализ и тепловое проектирование мощных светодиодных ламп имеют важное практическое значение.
В этой статье сначала описывается текущая технология рассеивания тепла светодиодными лампами и обычно используемыми инструментами для термического анализа, затем выбирается мощная светодиодная лампа в качестве исследовательской модели и используется программное обеспечение для анализа методом конечных элементов ANSYS для проведения термического анализа светодиодной лампы для получения различных части лампы. На основании этого улучшается распределение температуры и максимальная температура чипа, и достигается удовлетворительный эффект рассеивания тепла.
2 светодиодная технология охлаждения
В настоящее время основные технологии рассеивания тепла для мощных светодиодных ламп включают теплоотводы, тепловые трубки, выравнивающие температуру пластины, слои радиационного покрытия, проводящие пасты и теплопроводящие прокладки. Радиатор использует увеличенную площадь поверхности, чтобы рассеивать тепловую конвекцию в окружающую среду. Факторами, влияющими на эффективность отвода тепла радиатора, являются форма радиатора, количество ребер, шаг, размер, угол наклона, материал радиатора и технология обработки. Обычно используемая технология рассеивания тепла, в модельных лампах в этой статье используются теплоотводы для рассеивания тепла. Тепловая труба использует циклическое изменение конденсированной жидкой фазы, чтобы получать и рассеивать высокую температуру, генерируемую светодиодом. В обычных условиях холодный конец тепловой трубы используется вместе с радиатором для лучшего рассеивания тепла. Принцип равномерной температурной пластины аналогичен принципу тепловой трубы, за исключением того, что тепловая труба является одномерной односторонней теплопередачей, а равномерная температурная плита является поверхностной теплопередачей, которая имеет двухмерность, так что Температура поверхности всего радиатора равномерна. Слой радиационного покрытия покрыт теплорассеивающей краской на наружной поверхности радиатора для увеличения излучательной способности и более эффективного излучения тепла. Термопаста и термопластика предназначены для уменьшения теплового сопротивления контакта.
Дефекты теплоотвода светодиодной лампы в основном имеют следующие четыре точки:
1) Расположение ребер радиатора светодиодных ламп нецелесообразно. Расположение теплорассеивающих ребер не учитывает использование светильника, влияющего на эффект рассеивания тепла теплоотвода, а также конструирование теплорассеивающих ребер, которые соответствуют характеристикам самого изделия.
2) Светодиодные лампы чрезмерно подчеркивают теплопроводящую связь, но пренебрегают конвекционным тепловыделением. Тепловая труба, термопаста и другие меры по рассеиванию тепла уменьшают тепловое сопротивление за счет теплопроводности, но тепло в конечном итоге зависит от площади внешней поверхности лампы, поэтому существует тенденция развития нанесения радиационного покрытия на внешнюю поверхность.
3) Светодиодные лампы пренебрегают балансом теплопередачи. Если распределение температуры ребер сильно неравномерно, это приведет к тому, что некоторые из ребер не окажут никакого или ограниченного влияния, и пластина с равномерной температурой может играть роль в выравнивании температуры.
4) Для рассеивания тепла в светильнике лучше всего найти самый короткий расчетный канал рассеивания тепла, чтобы тепло отводилось в атмосферу как можно скорее. Среди них тепловое сопротивление границы раздела является узким местом канала рассеивания тепла, поэтому фокус рассеивания тепла должен быть также помещен на теплопроводный материал поверхности раздела.