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隨著LED防爆燈和包裝技術(shù)的不斷演進(jìn),LED防爆燈亮度不斷提高,LED防爆燈的應(yīng)用越來越廣泛。LED防爆燈作為顯示器的背光源,也是一個(gè)熱門話題。然而,散熱問題是限制LED防爆燈是照明對(duì)象發(fā)展的主要障礙。
冷卻方式
一般來說,根據(jù)散熱器產(chǎn)生的熱量,散熱器可分為主動(dòng)散熱和被動(dòng)散熱。被動(dòng)散熱是指熱源LED光源通過散熱器自然發(fā)射到空氣中,散熱效果與散熱器成正比,但由于它是自然散熱,效果當(dāng)然大大降低。它通常用于沒有所需空間的設(shè)備或散熱不高的部件。例如,一些流行的主板也采用被動(dòng)散熱,其中大部分是主動(dòng)散熱,而主動(dòng)散熱是被動(dòng)散熱。散熱器由散熱器發(fā)射的風(fēng)扇散熱,散熱效率高,設(shè)備體積小。
主動(dòng)散熱,從散熱方式上可分為風(fēng)冷散熱、液冷散熱、熱管散熱、半導(dǎo)體散熱、化學(xué)散熱等。
空氣冷卻是一種常見的散熱方式,相比之下,它也是一種更便宜的散熱方式。風(fēng)冷散熱本質(zhì)上是風(fēng)扇和散熱器吸收的熱量。它具有價(jià)格相對(duì)較低、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。但它相對(duì)依賴于環(huán)境,如溫度升高,散熱性能會(huì)受到影響。
冷卻
液體冷卻散熱的優(yōu)點(diǎn)是散熱器的熱量由泵驅(qū)動(dòng),具有安靜、冷卻穩(wěn)定、環(huán)境依賴性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。液體價(jià)格相對(duì)較高,安裝更麻煩。同時(shí),嘗試通過該方法來指導(dǎo)冷卻效果的安裝。由于成本和易用性,液體冷卻熱通常被用作導(dǎo)熱液體,因此液體冷卻散熱器通常被稱為水冷卻散熱器。
熱管
熱管是一種傳熱元件,充分利用傳熱原理和冷介質(zhì)的快速傳熱特性,通過全封閉真空管中液體的蒸發(fā)和冷凝傳熱,導(dǎo)熱性高,等溫性好。冷熱兩側(cè)的傳熱面積可以隨意變化,傳熱效率高,結(jié)構(gòu)緊湊,流體堵塞小。優(yōu)點(diǎn)。其導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過任何已知金屬的導(dǎo)熱系數(shù)。
半導(dǎo)體冷卻
半導(dǎo)體制冷是利用特殊的半導(dǎo)體制冷片通電時(shí)產(chǎn)生的溫差。只要高溫端的熱量能有效釋放,低溫就會(huì)持續(xù)冷卻。在每個(gè)半導(dǎo)體顆粒上產(chǎn)生溫差,并將制冷部件串聯(lián)成幾十個(gè)半導(dǎo)體顆粒,形成制冷劑的兩個(gè)表面。利用這種溫差,在高溫端用風(fēng)冷/水冷卻,可以獲得良好的散熱效果。半導(dǎo)體制冷具有制冷溫度低、可靠性高、冷表面溫度可達(dá)零下10℃° C、 但成本過高,溫度過低可能導(dǎo)致短路,半導(dǎo)體制冷工藝不成熟,實(shí)用性不夠。
化學(xué)冷卻
所謂化學(xué)制冷,就是利用一些超低溫化學(xué)物質(zhì),在熔化過程中吸收大量熱量,降低溫度。在這方面,使用干冰和液氮是很常見的。例如,使用干冰可以將溫度降低到20℃以下° C、 在實(shí)驗(yàn)室或極端超頻愛好者中更為常見。
材料選擇
導(dǎo)熱系數(shù)(單位:w/mk)銀429
銅401
黃金317
鋁237
鐵80
鉛34.8
1070鋁合金226
1050鋁合金209
6063鋁合金201
6061鋁合金155
從上面可以看出,銀和銅是一種很好的導(dǎo)熱材料,其次是金和鋁。但金和銀太貴了,所以散熱器主要由鋁和銅制成。相比之下,銅和鋁合金有其優(yōu)缺點(diǎn):銅導(dǎo)熱性好,但價(jià)格昂貴,加工成本高,重量過大,銅散熱器熱容量小,易氧化。另一方面,純鋁太軟了。不能直接使用。它被鋁合金用來提供足夠的硬度。鋁合金的優(yōu)點(diǎn)是重量低、重量輕,但導(dǎo)熱性遠(yuǎn)低于銅。因此,以下材料也出現(xiàn)在熱沉的歷史中:
純鋁散熱器
純鋁散熱器是一種常見的散熱器,制造工藝簡(jiǎn)單,成本低,純鋁散熱器仍占據(jù)相當(dāng)大的市場(chǎng)。為了增加散熱面積,常用的加工方法是鋁擠壓工藝,而純鋁散熱器的主要指標(biāo)是散熱器底座的厚度和針翅比。PIN它是散熱器散熱器的高度,是指兩個(gè)相鄰散熱器之間的距離。除翅片外,翅片的高度(不包括底座厚度),翅片的有效散熱面積越大,散熱器和鋁擠壓技術(shù)越先進(jìn)。
純銅散熱器
銅的導(dǎo)熱系數(shù)是鋁的1.69倍,所以在其他條件下,純銅散熱器可以在相同的前提下從熱源中吸收熱量。然而,銅的質(zhì)地是一個(gè)問題。許多純銅散熱器并不是真正的100%純銅。在銅清單中,銅含量超過99%的稱為醋酸銅,而下一級(jí)銅含量為85%或更低。銅。市場(chǎng)上大多數(shù)純銅散熱器的銅含量介于兩者之間。一些低銅含量的劣質(zhì)純銅散熱器甚至不到85%。雖然成本很低,但導(dǎo)熱系數(shù)大大降低,影響散熱。此外,銅還存在明顯的缺點(diǎn),成本高、加工困難。散熱器的質(zhì)量阻礙了全銅散熱器的應(yīng)用。黃銅的硬度不如鋁合金Al6063,有些加工(如溝槽等)不如鋁;銅的熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于鋁,不利于擠壓等。
銅鋁結(jié)合技術(shù)
在考慮了銅和鋁各自的缺點(diǎn)后,目前一些高端散熱器采用銅鋁結(jié)合制造工藝,一般采用銅金屬底座,散熱翅片采用鋁合金。當(dāng)然,除了銅底,還有另一種散熱方法是使用銅柱,原理是一樣的。導(dǎo)熱性高,銅底能迅速吸收CPU散熱;鋁翅片可以通過復(fù)雜的工藝手段制造,具有較大的儲(chǔ)熱空間和快速的散熱效果。找到各方面的平衡。