Light Emitting Diode (LED) er en av de mest lovende nye kalde lyskildene i det 21. århundre. Den lysemitterende mekanismen til lysdioder er at elektronene i PN-krysset overgår mellom energibåndene for å generere lysenergi, og brikken har et feberfenomen, spesielt en kraftig LED, som er satt sammen til en modul ved bruk av flere LED, og varmeavledningen økes kraftig. Foreløpig blir bare 15% -20% av energien til LED konvertert til lysenergi, og de resterende 80% -85% av energien blir konvertert til varmeenergi, og brikkestørrelsen er bare 2112.52.5mm, noe som resulterer i en stor effekttetthet av brikken (opp til 21). / Wmm styrke). Imidlertid er varmeavledningen av LED-enheten relativt dårlig. For det første fordi det infrarøde spekteret til den hvite LED ikke inneholder den infrarøde delen, det vil si at varmen ikke kan frigjøres ved stråling; for det andre er diffusjonsvarmeresistansen og den termiske motstanden til LED-lampen stor. Dårlig varmeavledning kan føre til alvorlige konsekvenser, for eksempel å redusere lysutgangen til LED, forkorte enhetens levetid og forskyve den dominerende bølgelengden til LED. Derfor, hvordan lage disse termiske energiene med den korteste veien, den raskeste metoden, og maksimere utslippet, har blitt et av de viktigste spørsmålene.
LED termisk styring inkluderer hovedsakelig tre aspekter: brikkenivå, pakkenivå og systemintegrasjonsvarmenivå. Blant dem er brikken den viktigste varmekomponenten, dens kvanteeffektivitet bestemmer varmeeffektiviteten, og underlagsmaterialet bestemmer varmeoverføringseffektiviteten til brikken; for pakken påvirker pakningsstrukturen, materialene og prosessen direkte varmeavledningseffektiviteten; det systemintegrerte varmeavledningsnivået kalles også det ytre. Radiatoren inkluderer hovedsakelig en kjøleribbe, et varmerør, en vifte, en temperaturutjevningsplate og lignende. De siste årene har problemet med LED-varmespredning fått mer og mer oppmerksomhet fra akademiske kretser i inn- og utland, og forskjellige undersøkelser er utført i samsvar med dette. Siden varmespredningen av LED-lamper stort sett er empirisk, er varmespredningssystemet relativt dårlig i profesjonalitet, slik at varmespredningsproblemet til LED-lamper fortsatt er veldig høyt. seriøs. Derfor har termisk analyse og termisk utforming av LED-lamper med høy effekt viktig praktisk betydning.
Denne artikkelen introduserer først den gjeldende varmespredningsteknologien til LED-lamper og ofte brukte termiske analyseverktøy, velger deretter en LED-lampe med høy effekt som forskningsmodell, og bruker ANSYS programvare for endelig elementanalyse for å utføre termisk analyse på LED-lampen for å få forskjellige deler av lampen. Temperaturdistribusjonen og den maksimale temperaturen på brikken forbedres på bakgrunn av dette, og man oppnår en tilfredsstillende varmeavledningseffekt.
2 LED-kjølingsteknologi
For øyeblikket inkluderer de viktigste varmespredende teknologiene for LED-lamper med høy effekt, kjølevasker, varmeledninger, temperaturutjevningsplater, strålingsbeleggsjikt, ledende pastaer og varmeledende pakninger. Kjøleribben bruker det forstørrede overflateområdet for å spre varmekonveksjon i miljøet. Faktorene som påvirker varmeavledningsegenskapen til kjøleribben er formen til kjøleribben, antall finner, stigningen, størrelsen, hellingsvinkelen, materialet til kjøleribben og prosesseringsteknologien. Vanlig brukt varmespredningsteknologi, modelllamper i dette papiret bruker varmeavleder for å spre varme. Varmerøret bruker den sykliske endringen av den kondenserte væskefasen for å avlede og spre den høye varmen som genereres av LED. Under normale omstendigheter brukes den kalde enden av varmeledningen sammen med kjøleribben for å oppnå bedre varmeavledning. Prinsippet for den ensartede temperaturplaten er lik varmeveiledningen, bortsett fra at varmerøret er endimensjonal enveis varmeoverføring, og den enhetlige temperaturplaten er overflatevarmeoverføring, som har to dimensjoner, slik at overflatetemperaturen på hele kjøleribben er jevn. Strålingsbeleggingslaget er belagt med en varmeavledende maling på den ytre overflaten av kjøleribben for å øke emissiviteten og la varmen stråle mer effektivt. Den termiske pastaen og den termiske puten er designet for å redusere den termiske motstanden til kontakten.
LED-lampes varmeavledningsdefekter har hovedsakelig følgende fire punkter:
1) Arrangementet av kjøleribsfinner til LED-lamper er urimelig. Arrangementet av de varmeavledende finnene tar ikke hensyn til bruken av armaturen, påvirker varmeavledningseffekten av kjøleribben og utformer de varmeavledende finnene som samsvarer med egenskapene til selve produktet.
2) LED-lamper legger vekt på varmeledningsleddet, men forsømmer konveksjonens varmeavledning. Varmerør, termisk fett og andre varmespredende tiltak reduserer den termiske motstanden gjennom varmeledning, men varmen avhenger til slutt av lampens ytre overflate, så det er en utviklingstrend å anvende strålingsbelegget på den ytre overflaten.
3) LED-lamper neglisjerer balansen i varmeoverføring. Hvis temperaturfordelingen på finnene er alvorlig ujevn, vil det føre til at noen av finnene ikke har noen effekt eller begrenset effekt, og den ensartede temperaturplaten kan spille en rolle i utjevningen av temperaturen.
4) Armaturens varmeavledning er best å finne den korteste designvarmeavledningskanalen, slik at varmen slippes ut i atmosfæren så snart som mulig. Blant dem er den termiske motstanden for grensesnittet flaskehalsen på varmespredningskanalen, så fokuset for varmeavledning bør også plasseres på grensesnittets termiske ledende materiale.