Světelná dioda (LED) je jedním z nejslibnějších nových studených světelných zdrojů v 21. století. Mechanismus LED pro emitování světla spočívá v tom, že elektrony v přechodu PN mezi energetickými pásy vytvářejí světelnou energii a čip má fenomén horečky, zejména vysoce výkonná LED, která je sestavena do modulu pomocí množství LED diody a rozptyl tepla se výrazně zvýší. V současné době je pouze 15% - 20% energie LED přeměněno na světelnou energii a zbývajících 80% - 85% energie je přeměněno na tepelnou energii a velikost čipu je pouze 2112,52,5 mm, výsledkem je velká hustota výkonu čipu (až 21). / Wmm velikost). Odvod tepla LED zařízení je však relativně špatný. Zaprvé, protože infračervené spektrum bílé LED neobsahuje infračervenou část, to znamená, že její teplo nemůže být uvolněno zářením; za druhé, difúzní tepelný odpor a tepelný odpor LED lampy jsou velké. Špatný odvod tepla může vést k vážným důsledkům, například ke snížení světelného výkonu LED, zkrácení životnosti zařízení a posunu dominantní vlnové délky LED. Jedním z klíčových problémů se proto stalo, jak tyto tepelné energie vyrobit s nejkratší cestou, nejrychlejší metodou a maximalizací emisí.
Řízení teploty LED zahrnuje zejména tři aspekty: úroveň čipu, úroveň balíčku a úroveň teploty integrace do systému. Mezi nimi je čip hlavní topná složka, jeho kvantová účinnost určuje tepelnou účinnost a substrátový materiál určuje účinnost přenosu tepla čipu; pro obal struktura obalu, materiály a proces přímo ovlivňují účinnost odvádění tepla; systém integrovaná úroveň rozptylu tepla se také nazývá externí. Radiátor obsahuje hlavně chladič, tepelné potrubí, ventilátor, desku pro vyrovnávání teploty a podobně. V posledních letech akademické kruhy doma i v zahraničí věnovaly stále více pozornosti problému rozptylu LED tepla a podle toho byly prováděny různé výzkumy. Protože však rozptyl tepla LED žárovek je většinou empirický, je systém rozptylu tepla relativně profesionálně slabý, takže problém rozptylu tepla LED lamp je stále velmi vysoký. vážně. Proto má tepelná analýza a tepelná konstrukce vysoce výkonných LED lamp důležitý praktický význam.
Tento dokument nejprve představuje současnou technologii rozptylu tepla u LED lamp a běžně používaných nástrojů pro tepelnou analýzu, poté vybírá vysoce výkonnou LED lampu jako výzkumný model a používá software ANSYS konečných prvků k provádění tepelné analýzy na LED lampě pro získání různých části svítilny. Na základě toho se zlepší distribuce teploty a maximální teplota čipu a dosáhne se uspokojivého účinku odvádění tepla.
2 LED technologie chlazení světla
V současné době patří mezi hlavní technologie rozptylující teplo pro vysoce výkonné LED žárovky tepelné jímky, tepelné potrubí, desky vyrovnávající teplotu, vrstvy povlaku záření, vodivé pasty a tepelně vodivá těsnění. Chladič využívá zvětšenou plochu povrchu k rozptylu tepelné konvekce do okolí. Faktory ovlivňující výkon odvádění tepla v chladiči jsou tvar chladiče, počet žeber, stoupání, velikost, úhel náklonu, materiál chladiče a technologie zpracování. Běžně používaná technologie odvádění tepla, modelové lampy v tomto dokumentu používají pro odvádění tepla chladiče. Tepelné potrubí používá cyklickou změnu kondenzované kapalné fáze k odvození a rozptýlení vysokého tepla generovaného LED. Za normálních okolností se studený konec tepelné trubice používá spolu s chladičem pro dosažení lepšího odvádění tepla. Princip rovnoměrné teplotní desky je podobný principu tepelné trubice, s tou výjimkou, že tepelná trubka je jednorozměrný jednosměrný přenos tepla a rovnoměrná teplotní deska je povrchový přenos tepla, který má dvourozměrnou, takže povrchová teplota celého chladiče je jednotná. Radiační potahová vrstva je potažena barvou rozptylující teplo na vnějším povrchu chladiče, aby se zvýšila emisivita a aby teplo mohlo účinněji vyzařovat. Tepelná pasta a tepelná podložka jsou navrženy tak, aby snížily tepelný odpor kontaktu.
Vady disipace tepla LED lampy mají hlavně následující čtyři body:
1) Uspořádání chladicích žeber LED lamp je nepřiměřené. Uspořádání žeber rozptylujících teplo nebere v úvahu použití svítidla, ovlivňuje účinek rozptylu tepla tepelného jímače a navrhování žeber rozptylujících teplo, které odpovídají charakteristikám samotného produktu.
2) LED lampy zdůrazňují spojení vedení tepla, ale zanedbávají odvod tepla konvekcí. Tepelné potrubí, tepelné mazivo a jiná opatření odvádějící teplo snižují tepelný odpor prostřednictvím vedení tepla, ale teplo nakonec závisí na vnější ploše lampy, takže je vývojovým trendem aplikovat radiační povlak na vnější povrch.
3) LED lampy zanedbávají rovnováhu přenosu tepla. Pokud je distribuce teploty žeber silně nerovnoměrná, způsobí to, že některá žebra nebudou mít žádný účinek nebo omezený účinek a stejnoměrná teplotní deska může hrát roli při vyrovnávání teploty.
4) Rozptyl tepla svítidla je nejlepší najít nejkratší konstrukční kanál rozptylu tepla, aby bylo teplo uvolněno do atmosféry co nejdříve. Mezi nimi je tepelný odpor rozhraní úzkým profilem kanálu rozptylu tepla, takže by se také ohnisko rozptylu tepla mělo umístit na rozhraní tepelně vodivého materiálu.