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LED防爆灯的有效散热方法

作者:中通防爆 发布日期:2021-08-10 关注次数: 二维码分享

随着LED防爆灯和封装技术的不断演进,LED防爆灯的亮度不断提高,LED防爆灯的应用也越来越广泛,用LED防爆灯作为显示器的背光源,也是一个热门话题。然而,散热问题是制约LED防爆灯作为照明对象发展的主要障碍。

冷却方式

一般来说,根据散热片产生的热量,散热片可分为主动散热和被动散热。所谓被动散热,是指热源LED光源通过散热片自然发射到空气中,散热效果与散热片成正比,但由于是自然散热,效果当然是大打折扣的。它通常用于没有所需空间的设备,或者用于散热不高的元器件,比如部分流行的主板也是采取被动散热的方式,其中大部分采取主动散热,而主动散热则是被动散热。散热片由散热片所发射的风扇等散热,其特点是散热效率高,且装置体积小。

主动散热,从散热方式上可分为风冷散热、液冷散热、热管散热、半导体散热、化学散热等。

空气冷风冷却是常见的散热方式,相比之下,它也是一种更便宜的散热方式。风冷散热实质上是风扇和散热器吸收的热量。具有价格相对低廉、安装方便等优点。但其对环境的依赖性相对较高,如温度升高,散热性能会受到影响。

冷却

液体冷却散热的优点是比较散热器的热量由液体在泵的驱动下产生,具有安静、冷却稳定、环境依赖性强等优点。液体的价格比较高,安装起来比较麻烦。同时,尝试通过方法指导安装散热效果。出于成本和易用性的考虑,液体冷却热通常被用作导热液体,因此液体冷却散热器通常被称为水冷散热器。

热管

热管是一种传热元件,它充分利用传热原理和冷介质的快速传热特性,通过全封闭真空管中液体的蒸发和冷凝来传递热量,具有极高的导热性、良好的等温性,冷热两侧的传热面积可任意改变,可远距离传热、控温等,由热管组成的换热器传热效率高,结构紧凑,流体堵塞小。优势。它的热导率远远超过任何已知金属的热导率。

半导体冷却

半导体制冷是利用特殊的半导体制冷片通电时产生温差,只要高温端的热量能有效散发,低温则不断冷却。在每个半导体粒子上产生温差,并且从数十个半导体粒子串联连接一个制冷件,从而形成制冷剂的两个表面。利用这一温差,在高温端用风冷/水冷却,可获得良好的散热效果。半导体制冷具有制冷温度低,可靠性高,冷表面温度可达零下10℃° C、 但是成本太高,并且可能由于温度太低而造成短路,而且现在半导体制冷工艺还不成熟,实用性不够。

化学冷却

所谓化学制冷就是利用一些超低温的化学物质,利用它们在熔化时吸收大量热量,降低温度。在这方面,使用干冰和液氮是很常见的。例如,使用干冰可以将温度降低到20摄氏度以下° C、 还有更多的,更常见于实验室或极端超频爱好者。

材料选择

导热系数(单位:w/mk)银429

铜401

黄金317

铝237

铁80

铅34.8

1070铝合金226

1050铝合金209

6063铝合金201

6061铝合金155

从上面可以看出,银和铜是好的导热材料,其次是金和铝。但是金、银太贵了,所以散热片主要由铝和铜制成。相比之下,铜和铝合金都有其优缺点:铜导热性好,但价格比较贵,加工成本高,重量过大,而且铜散热器的热容量小,容易氧化。另一方面,纯铝太软了。不能直接使用。它被铝合金用来提供足够的硬度。铝合金的优点是低,重量轻,但导热性比铜差得多。因此,在热沉的历史中,也出现了以下材料:

纯铝散热器

纯铝散热器是早常见的散热器,其制造工艺简单,成本低廉,而且纯铝散热器仍占有相当多的市场。为了增加散热面积​​其散热片方面,纯铝散热器常用的加工手段是铝挤压工艺,而纯铝散热器的主要指标是散热器底座的厚度和针翅比。PIN是散热器散热片的高度,指相邻两个散热片之间的距离。销翅比是指销的高度(不含底座厚度)除以翅片,销翅比越大,翅片的有效散热面积越大​​散热器和更先进的铝挤压技术。

纯铜散热器

铜的导热系数是铝的1.69倍,因此在其他条件下,纯铜散热器可以在同样的前提下从热源中吸热。不过,铜的质地是个问题,很多“纯铜散热器”并不是真正的100%纯铜。在铜的清单中,铜含量超过99%的称为醋酸铜,而下一级铜的铜含量为85%或更低。铜。市场上大多数纯铜散热器的含铜量介于两者之间。而一些含铜量较低的劣质纯铜散热器甚至不足85%,虽然成本很低,但导热系数大大降低,影响散热。此外,铜还存在着明显的缺点,成本高,加工难度大,散热片的质量阻碍了全铜散热片的应用。黄铜的硬度不如铝合金Al6063,有些加工(如沟槽等)不如铝;铜的熔点比铝高得多,不利于挤压等。

铜铝结合技术

在考虑了铜和铝各自的缺点后,目前一些高端散热器采用铜铝结合的制造工艺,一般采用铜金属底座,而散热翅片则采用铝合金。当然,除了铜底,还有一种散热方法就是用铜柱,原理也是一样的。具有较高的导热性,铜底面能快速吸收CPU的散热;铝翅片可以通过复杂的工艺手段制造,具有较大的储热空间和快速的散热效果。各方面都找到一个平衡点。

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