Светодиодът е един от най-обещаващите нови източници на студена светлина в 21 век. Светоизлъчващият механизъм на светодиодите е, че електроните в PN прехода между енергийните ленти да генерират светлинна енергия, а чипът има феномен на треска, особено светодиод с голяма мощност, който се сглобява в модул, използвайки множество от Светодиоди и разсейването на топлината значително се увеличават. Понастоящем само 15% -20% от енергията на светодиода се преобразува в светлинна енергия, а останалите 80% -85% от енергията се преобразуват в топлинна енергия, а размерът на чипа е само 2112.52.5mm, което води до голяма плътност на мощността на чипа (до 21). / Wmm величина). Въпреки това, разсейването на топлината на LED устройството е сравнително слабо. Първо, тъй като инфрачервеният спектър на белия светодиод не съдържа инфрачервената част, тоест топлината му не може да бъде освободена от радиация; второ, дифузионната топлинна устойчивост и топлинното съпротивление на LED лампата са големи. Лошото разсейване на топлината може да доведе до сериозни последици, като например намаляване на светлинния изход на светодиода, съкращаване на живота на устройството и изместване на доминиращата дължина на вълната на светодиода. Следователно как да направим тези топлинна енергия с най-краткия път, най-бързия метод и да увеличите максимално емисиите се превърна в един от ключовите проблеми.
LED термичното управление включва главно три аспекта: ниво на чип, ниво на пакета и ниво на топлинна интеграция на системата. Сред тях чипът е основният компонент за нагряване, неговата квантова ефективност определя топлинната ефективност, а материалът на основата определя ефективността на топлопредаването на чипа; за пакета структурата на опаковката, материалите и процесът директно влияят на ефективността на разсейване на топлината; системното интегрирано ниво на разсейване на топлината се нарича още външно. Радиаторът включва основно радиатор, топлинна тръба, вентилатор, плоча за изравняване на температурата и други подобни. През последните години на проблема с LED разсейването на топлината се обръща все повече внимание от академичните среди в страната и чужбина и съответно се провеждат различни изследвания. Въпреки това, тъй като разсейването на топлината на LED лампи е предимно емпиричен дизайн, системата за разсейване на топлината е сравнително лоша в професионализъм, така че проблемът с разсейването на топлината на LED лампи все още е много голям. сериозно. Следователно термичният анализ и топлинният дизайн на светодиодни лампи с висока мощност имат важно практическо значение.
Този документ първо представя съвременната технология за разсейване на топлината на LED лампи и често използвани инструменти за термичен анализ, след това избира LED лампа с висока мощност като модел за изследване и използва софтуер за анализ на крайни елементи ANSYS за извършване на термичен анализ на LED лампата за получаване на различни части от лампата. Въз основа на това се подобряват разпределението на температурата и максималната температура на чипа и се получава задоволителен ефект на разсейване на топлината.
2 LED технология за охлаждане на светлината
Понастоящем основните технологии за разсейване на топлината за светодиодни лампи с висока мощност включват топлинни мивки, топлинни тръби, плочи за изравняване на температурата, слоеве за радиационно покритие, проводими пасти и термопроводими уплътнения. Топлинният радиатор използва увеличената повърхност за разсейване на конвекцията на топлина в околната среда. Факторите, влияещи върху ефективността на разсейването на топлината на радиатора, са формата на радиатора, броя на перките, височината, размера, ъгъла на наклона, материала на радиатора и технологията на обработка. Често използваната технология за разсейване на топлината, моделните лампи в тази хартия използват топлинни мивки за разсейване на топлината. Топлинната тръба използва цикличната промяна на кондензираната течна фаза за извличане и разсейване на високата топлина, генерирана от светодиода. При нормални обстоятелства студеният край на топлинната тръба се използва заедно с радиатора за постигане на по-добро разсейване на топлината. Принципът на равномерната температурна плоча е подобен на този на топлинната тръба, с изключение на това, че топлинната тръба е едномерен еднопосочен топлопренос, а равномерната температурна плоча е повърхностен топлопренос, който има двуизмерност, така че повърхностната температура на целия радиатор е еднаква. Слоят на радиационното покритие е покрит с разсейваща топлината боя върху външната повърхност на радиатора, за да се увеличи излъчващата способност и да се позволи на топлината да излъчва по-ефективно. Термопастата и термичната подложка са проектирани да намалят термичното съпротивление на контакта.
Дефектите на разсейване на топлината на LED лампата имат главно следните четири точки:
1) Подреждането на перките на радиатора на LED лампи е неразумно. Подреждането на разсейващите топлината перки не отчита използването на осветителното тяло, което влияе върху ефекта на разсейване на топлината на радиатора и проектира топлинните разсейващи перки, които съответстват на характеристиките на самия продукт.
2) LED лампите прекалено подчертават връзката на топлопроводимостта, но пренебрегват разсейването на конвекционната топлина. Топлинната тръба, топлинната грес и други мерки за разсейване на топлина намаляват топлинното съпротивление чрез топлопроводимост, но в крайна сметка топлината зависи от площта на външната повърхност на лампата, така че е тенденция на развитие да се прилага радиационното покритие върху външната повърхност.
3) LED лампите пренебрегват баланса на топлопредаването. Ако температурното разпределение на перките е силно неравномерно, това ще доведе до това, че някои от перките няма ефект или ограничен ефект, а еднаквата температурна плоча може да играе роля за изравняване на температурата.
4) Топлинното разсейване на осветителното тяло е най-добре да се намери най-краткия проектен канал за разсейване на топлината, така че топлината да се отделя в атмосферата възможно най-скоро. Сред тях термичното съпротивление на интерфейса е тясното място на канала за разсейване на топлината, така че фокусът на разсейването на топлината също трябва да бъде поставен върху интерфейсния топлопроводим материал.