Kā LED siltuma izlietne izkliedē siltumu?

LED gaismas siltuma izlietne ir rūpīgi izstrādāta "siltuma transportēšanas sistēma". Tās mērķis ir ātri "transportēt" LED mikroshēmas radīto siltumu apkārtējā gaisā, neļaujot mikroshēmai pārkarst un sabojāt.

 

 

Šis process galvenokārt balstās uz trim pamata fizikālajām siltuma pārneses metodēm: siltuma vadītspēju, termisko konvekciju un termisko starojumu. Soli pa solim sadalīsim šo procesu:

 

Trīs{0}}pakāpju siltuma izkliedes process

 

1. darbība: siltumvadītspēja - "Iekšējā maģistrāle"

Tas ir siltuma pārneses sākumpunkts un pamats.

 

1. Siltuma avots: ja tiek darbināts un izstaro gaismu, LED mikroshēmas rada ievērojamu siltumu. Šis siltums koncentrējas mazajā mikroshēmā, veidojot augstas temperatūras-karsto punktu.

 

2. Ceļš:

Mikroshēma vispirms tiek pielodēta uz metāla pamatnes (parasti alumīnija substrāta vai MCPCB). Pamatnes pamatslānis ir izolējošs, zem kura atrodas vadošs alumīnija slānis. Tās galvenā funkcija ir ātri vadīt siltumu uz sāniem no mikroshēmas.

 

Pēc tam šis metāla substrāts ir cieši saistīts ar siltuma izlietnes korpusu, izmantojot termisko smērvielu. Termiskā smērviela aizpilda mikroskopiskas gaisa spraugas (gaiss ir slikts siltuma vadītājs), nodrošinot efektīvu siltuma pārnesi.

 

Pati siltuma izlietne ir izgatavota no materiāliem ar augstu siltumvadītspēju (piemēram, alumīnija vai augstākās klases -risinājumiem no vara). Siltums ātri izkliedējas pa siltuma izlietnes iekšējo struktūru, ieskaitot katru spuru.

 

Pamatprincips šeit ir šāds: izmantojot izcilus termiskos materiālus un ciešu kontaktu, siltums no "punktveida" avota tiek ātri pārveidots par "virsmas" avotu visā siltuma izlietnē.

 

 

Otrais solis: termiskā konvekcija - "Mijiedarbība ar gaisu"

Šis ir kritiskais posms, lai galu galā izkliedētu siltumu.

 

1. Virsmas laukuma palielināšana: siltuma izlietnes ir veidotas ar spurainām, kolonnām vai adatām{1}}līdzīgām konstrukcijām, galvenokārt, lai maksimāli palielinātu virsmas laukumu, kas pakļauts gaisam ierobežotā tilpumā. Lielāks virsmas laukums nodrošina kontaktu ar vairāk gaisa.

 

2. Gaisa plūsma:

Dabiskā konvekcija: mazjaudas -LED spuldzēm vai ķermeņiem pietiek ar dabisko konvekciju. Gaiss, kas tiek uzkarsēts ap radiatoru, kļūst mazāk blīvs un paceļas, ievelkot vēsāku apkārtējo gaisu, lai to aizstātu. Tas rada nepārtrauktu, klusu gaisa cirkulācijas ciklu, kas vienmērīgi izkliedē siltumu. "Siltums", ko jūtat ar roku, ir šis sakarsētais gaiss.

 

Piespiedu konvekcija: jaudīgām{0}}LED, piemēram, projektoriem, automobiļu priekšējiem lukturiem vai skatuves gaismām, dabiskā konvekcija nav pietiekama. Siltuma izlietnei tiek pievienoti mazi ventilatori, izmantojot piespiedu gaisa plūsmu, lai ievērojami paātrinātu siltuma izkliedi. Tas ir līdzīgi ventilatora pievienošanai datora centrālajam procesoram.

Pamatprincips šeit ir šāds: efektīva siltuma pārnešana no metāla siltuma izlietnes uz kustīgo gaisu caur lielu virsmas laukumu un gaisa plūsmu.

 

Trešais solis: termiskais starojums - "Neredzamais palīgs"

Jebkurš objekts ar temperatūru elektromagnētisko viļņu veidā izstaro enerģiju uz āru.

Siltuma izlietnei uzkarstot, tā arī izstaro infrasarkano enerģiju uz āru, izkliedējot daļu no siltuma.

LED siltuma pārvaldībā termiskais starojums rada salīdzinoši nelielu ieguldījumu (īpaši zemā temperatūrā), taču tas pastāv. Krāsojot dzesētāja virsmu melnā vai tumšā krāsā, tiek uzlabota starojuma dzesēšana, jo tumšākām virsmām ir augstāka izstarošanās spēja. Tomēr estētisku un netīrumu-izturīgu iemeslu dēļ vairums komerciālo siltuma izlietņu paliek sudraba-baltas.

 

 

 

 

Kopsavilkums: spilgta metafora

Iedomājieties visu dzesēšanas sistēmu kā rosīgu pieslēgvietu:

LED mikroshēma ir "rūpnīca", kas nepārtraukti ražo "siltuma kravu".

Termiskā smērviela un metāla substrāts ir "ātrgaitas{0}}kravu automaģistrāles", kas savieno rūpnīcu ar galvenajiem ceļiem.

Siltuma izlietnes korpuss ir ostas lielā uzglabāšanas zona un doki.

Siltuma izlietnes spuras ir piestātņu rindas pie dokiem, ievērojami palielinot vienlaicīgu kravas iekraušanas un izkraušanas jaudu.

Gaiss ir kravas kuģi, kas pārvadā preces.

Dabiskā konvekcija balstās uz dabisko kuģošanu caur ūdens straumēm un vēju.

Ventilators{0}}piespiedu konvekcija izmanto velkoņus un motorus, lai paātrinātu iekraušanu/izkraušanu un transportēšanu.

 

Ja pieslēgvieta (dzesēšanas sistēma) ir labi-projektēta, preces (siltums) tiek ātri nogādātas, ļaujot rūpnīcai (LED mikroshēma) darboties ar pilnu jaudu 24/7 (izstaro gaismu). Ja ostā veidojas pārslogotība, piestātņu nepietiek (mazs siltuma izkliedes laukums) vai nav pieejami kravas kuģi (slikta gaisa plūsma), preces sakrāsies, galu galā izraisot rūpnīcas slēgšanu (LED gaismas samazināšanās vai atteice).

 

Tāpēc izcils LED siltuma izlietnes dizains nodrošina optimālu līdzsvaru starp trim elementiem: materiālu (augsta siltumvadītspēja), struktūru (liels virsmas laukums) un ventilāciju (veicina konvekciju).

 

ZP HEATSINK ir specializējies pielāgotu radiatoru risinājumos 20 gadus. Iesniedziet savu prasību, izmantojot vietni https://www.zpheatsink.com/contact-mums vai nosūtiet tehniskos rasējumus uz general@zp-aluminium.com, lai sāktu siltuma izlietnes projekta pirmo soli.

 

No zīmēšanas līdz realitātei ZP palīdz sasniegt.