LED防爆燈使用及散熱
LED防爆燈材料及封裝技能的不斷升級改進(jìn)，促進(jìn)LED防爆燈產(chǎn)品亮度不斷提高，LED防爆燈的運(yùn)用越來越廣，以LED防爆燈作為顯示器的背光源，更是近來搶手的論題，首要是不同品種的LED防爆燈背光源技能分別在顏色、亮度、壽數(shù)、耗電度及環(huán)保訴求等均比傳統(tǒng)冷陰極管(CCFL)更具優(yōu)勢，因而招引業(yè)者活躍投入。
開始的單芯片LED防爆燈的功率不高，發(fā)熱量有限，熱的問題不大，因而其封裝辦法相對簡略。重視爆團(tuán)貓。但近年跟著LED防爆燈材料技能的不斷打破，LED的封裝技能也隨之改動，從前期單芯片的炮彈型封裝逐步開展成扁平化、大面積式的多芯片封裝模組;其作業(yè)電流由前期20mA左右的低功率LED，開展到現(xiàn)在的1/3至1A左右的高功率LED，單顆LED的輸入功率高達(dá)1W以上，乃至到3W、5W封裝辦法更進(jìn)化。
因?yàn)楦吡炼雀吖β?strong>LED防爆燈體系所衍生的熱問題將是影響產(chǎn)品功用好壞要害，要將LED組件的發(fā)熱量敏捷排出至周遭環(huán)境，首要有必要從封裝層級(L1&L2)的熱辦理著手?，F(xiàn)在業(yè)界的作法是將LED芯片以焊料或?qū)岣嘟釉谝痪鶡崞?，?jīng)由均熱片下降封裝模組的熱阻抗，這也是現(xiàn)在市面上常見的LED封裝模組，首要來歷有Lumileds、OSRAM、CREE和Nicha等LED世界聞名廠商。
許多終端的運(yùn)用產(chǎn)品，如迷你型投影機(jī)、車用及照明用燈源，在特定面積下所需的流明量需超越上千流明或上萬流明，單靠單芯片封裝模組顯著不足以敷衍，走向多芯片LED封裝，及芯片直接黏著基板已是未來開展趨勢。
散熱問題是在LED防爆燈開發(fā)用作照明物體的首要妨礙，選用陶瓷或散熱管是一個有用避免過熱的辦法，但散熱辦理解決方案使材料的本錢上升，高功率LED散熱辦理規(guī)劃的意圖是有用地下降芯片散熱到終究產(chǎn)品之間的熱阻，Rjunction-to-case是其間一種選用材料的解決方案，供給低熱阻但高傳導(dǎo)性，經(jīng)過芯片附著或熱金屬辦法來使熱直接從芯片傳送到封裝外殼的外面。
當(dāng)然，LED的散熱組件與CPU散熱類似，都是由散熱片、熱管、電扇及熱界面材料所組成的氣冷模組為主，當(dāng)然水冷也是熱對策之一。以當(dāng)時搶手的大尺度LEDTV背光模組而言，40英寸及46英寸的LED背光源輸入功率分別為470W及550W，以其間的80%轉(zhuǎn)成熱來看，所需的散熱量約在360W及440W左右。
那么該怎么將這些熱量帶走?現(xiàn)在業(yè)界有用水冷辦法進(jìn)行冷卻，但有高單價及牢靠度等疑慮;也有用熱管合作散熱片及電扇來進(jìn)行冷卻，比方說日本大廠SONY的46吋LED背光源液晶電視，但電扇耗電及噪音等問題仍是存在。因而，怎么規(guī)劃無電扇的散熱辦法，或許會是決議未來誰能勝出的重要要害。
下面就為我們介紹幾種散熱辦法和散熱的原料。
散熱辦法
一般說來，依照從散熱器帶走熱量的辦法，能夠?qū)⑸崞鞣譃樽詣邮缴岷捅粍邮缴?。所謂的被動式散熱，是指經(jīng)過散熱片將熱源LED光源熱量天然宣布到空氣中，其散熱的作用與散熱片巨細(xì)成正比，但因?yàn)槭翘烊恍紵崃?，作用?dāng)然大打折扣，重視爆團(tuán)貓。常常用在那些對空間沒有要求的設(shè)備中，或許用于為發(fā)熱量不大的部件散熱，如部分普及型主板在北橋上也采納被動式散熱，絕大多數(shù)采納自動式散熱式，自動式散熱便是經(jīng)過電扇等散熱設(shè)備逼迫性地將散熱片宣布的熱量帶走，其特點(diǎn)是散熱效率高，并且設(shè)備體積小。
自動式散熱，從散熱辦法上細(xì)分，能夠分為風(fēng)冷散熱、液冷散熱、熱管散熱、半導(dǎo)體制冷、化學(xué)制冷等等。
風(fēng)冷風(fēng)冷散熱是常見的散熱辦法，比較較而言，也是較廉價的辦法。風(fēng)冷散熱從實(shí)質(zhì)上講便是運(yùn)用電扇帶走散熱器所吸收的熱量。具有價格相對較低，裝配便利等長處。但對環(huán)境依靠比較高，例如氣溫升高以及超頻時其散熱功能就會大受影響。
液冷
液冷散熱是經(jīng)過液體在泵的帶動下強(qiáng)制循環(huán)帶走散熱器的熱量，與風(fēng)冷比較，具有安靜、降溫安穩(wěn)、對環(huán)境依靠小等等長處。液冷的價格相對較高，并且裝配也相對費(fèi)事一些。重視爆團(tuán)貓。一起裝配時盡量依照說明書輔導(dǎo)的辦法裝配才干取得的散熱作用。出于本錢及易用性的考慮，液冷散熱一般選用水做為導(dǎo)熱液體，因而液冷散熱器也常常被稱為水冷散熱器。
熱管
熱管歸于一種傳熱元件，它充分運(yùn)用了熱傳導(dǎo)原理與致冷介質(zhì)的快速熱傳遞性質(zhì)，經(jīng)過在全封閉真空管內(nèi)的液體的蒸騰與凝聚來傳遞熱量，具有*的導(dǎo)熱性、杰出的等溫性、冷熱兩邊的傳熱面積可任意改動、可遠(yuǎn)間隔傳熱、可操控溫度等一系列長處，并且由熱管組成的換熱器具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、流體阻損小等長處。其導(dǎo)熱才干已遠(yuǎn)遠(yuǎn)*已知金屬的導(dǎo)熱才干。
半導(dǎo)體制冷
半導(dǎo)體制冷便是運(yùn)用一種特制的半導(dǎo)體制冷片在通電時發(fā)生溫差來制冷，只需高溫端的熱量能有用的宣布掉，則低溫端就不斷的被冷卻。在每個半導(dǎo)體顆粒上都發(fā)生溫差，一個制冷片由幾十個這樣的顆粒串聯(lián)而成，從而在制冷片的兩個外表構(gòu)成一個溫差。重視爆團(tuán)貓。運(yùn)用這種溫差現(xiàn)象，合作風(fēng)冷/水冷對高溫端進(jìn)行降溫，能得到優(yōu)異的散熱作用。半導(dǎo)體制冷具有制冷溫度低、牢靠性長處，冰臉溫度能夠到達(dá)零下10℃以下，可是本錢太高，并且或許會因溫度過低導(dǎo)致形成短路，并且現(xiàn)在半導(dǎo)體制冷片的工藝也不成熟，不行有用。
化學(xué)制冷
所謂化學(xué)制冷，便是運(yùn)用一些超低溫化學(xué)物質(zhì)，運(yùn)用它們在消融的時分吸收許多的熱量來下降溫度。這方面以運(yùn)用干冰和液氮較為常見。比方運(yùn)用干冰能夠?qū)囟认陆档搅阆?0℃以下，還有一些更“”的玩家運(yùn)用液氮將CPU溫度降到零下100℃以下(理論上)，當(dāng)然因?yàn)閮r格貴重和持續(xù)時間太短，這個辦法多見于實(shí)驗(yàn)室或極點(diǎn)的超頻愛好者。
原料的挑選
熱傳導(dǎo)系數(shù)(單位:W/mK)
銀429
銅401
金317
鋁237
鐵80
鉛34.8
1070型鋁合金226
1050型鋁合金209
6063型鋁合金201
6061型鋁合金155
一般說來，一般風(fēng)冷散熱器天然要挑選金屬作為散熱器的材料。對所選用的材料，期望其一起具有高比熱和高熱傳導(dǎo)系數(shù)，從上能夠看出，銀和銅是好的導(dǎo)熱材料，其次是金和鋁?？墒墙稹y過分貴重，所以，現(xiàn)在散熱片首要由鋁和銅制成。比較較而言，銅和鋁合金二者一起各有其優(yōu)缺陷：銅的導(dǎo)熱性好，但價格較貴，加工難度較高，分量過大，且銅制散熱器熱容量較小，并且簡略氧化。另一方面純鋁太軟，不能直接運(yùn)用，都是運(yùn)用的鋁合金才干供給滿足的硬度，鋁合金的長處是價格低廉，分量輕，但導(dǎo)熱性比銅就要差許多。所以在散熱器的開展*也呈現(xiàn)了以下幾種原料的產(chǎn)品：
純鋁散熱器
純鋁散熱器是前期為常見的散熱器，其制作工藝簡略，本錢低，到現(xiàn)在為止，純鋁散熱器依然占有著適當(dāng)一部分商場。為添加其鰭片的散熱面積，純鋁散熱器常用的加工手法是鋁揉捏技能，而點(diǎn)評一款純鋁散熱器的首要目標(biāo)是散熱器底座的厚度和Pin-Fin比。Pin是指散熱片的鰭片的高度，F(xiàn)in是指相鄰的兩枚鰭片之間的間隔。Pin-Fin比是用Pin的高度(不含底座厚度)除以Fin，Pin-Fin比越大意味著散熱器的有用散熱面積越大，代表鋁揉捏技能越。
純銅散熱器
銅的熱傳導(dǎo)系數(shù)是鋁的1.69倍，所以在其他條件相同的前提下，純銅散熱器能夠更快地將熱量從熱源中帶走。不過銅的質(zhì)地是個問題，許多標(biāo)榜“純銅散熱器”其實(shí)并非是真實(shí)的100%的銅。在銅的列表中，含銅量超越99%的被稱為無酸素銅，下一個層次的銅為含銅量為85%以下的丹銅?，F(xiàn)在商場上大多數(shù)的純銅散熱器的含銅量都在介于兩者之間。而一些殘次純銅散熱器的含銅量乃至連85%都不到，盡管本錢很低，但其熱傳導(dǎo)才干大大下降，影響了散熱性。此外，銅也有顯著的缺陷，本錢高，加工難，散熱器質(zhì)量太大都阻止了全銅散熱片的運(yùn)用。紅銅的硬度不如鋁合金AL6063，某些機(jī)械加工(如剖溝等)功能不如鋁;銅的熔點(diǎn)比鋁高許多，不利于揉捏成形(Extrusion)等等問題。
銅鋁結(jié)合技能
在考慮了銅和鋁這兩種原料各自的缺陷后，現(xiàn)在商場部分散熱器往往選用銅鋁結(jié)合制作工藝，這些散熱片一般都選用銅金屬底座，而散熱鰭片則選用鋁合金。當(dāng)然，除了銅底，也有散熱片運(yùn)用銅柱等辦法，也是相同的原理。憑仗較高的導(dǎo)熱系數(shù)，銅制底面能夠快速吸收CPU開釋的熱量;鋁制鰭片能夠憑借雜亂的工藝手法制成有利于散熱的形狀，并供給較大的儲熱空間并快速開釋，這在各方面找到了的一個均衡點(diǎn)。
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