Učinak rasipanja topline parne komore u LED-u
Glavni problem LED-a velike snage je "toplina"
Prema izvješću o testiranju Cree XLamp XR-E, niža temperatura LED diode može povećati njezin životni vijek i svjetlosni tok.
Podaci o LED čipu od 40 mil (1 mm²).
Čip od 1 W: toplinski tok blizu 100 W/CM²
Čip od 3 W: toplinski tok blizu 300 W/CM²
Iz gornjeg izvješća o ispitivanju i podataka možemo znati da je problem LED topline uglavnom pregrijavanje visoke gustoće topline (hot spot), a ne ukupni toplinski tok.
Pregrijavanje se fokusira na vruću točku, to će utjecati na životni vijek i svjetlosni tok LED-a.
Kako riješiti problem žarišta topline na žarištu? Otkrili smo da visokoučinkoviti raspršivači topline mogu brzo raspršiti toplinu, čime se izbjegava da se toplina fokusira na vruće točke. A parna komora je vrsta raspršivača topline koji može izuzetno brzo odvesti toplinu. Njegov princip rada je sličan toplotnoj cijevi.
Princip rada parne komore
Theparna komoraje vakuumska komora s unutrašnjom stupastom strukturom, obično izrađena od bakra.
Kada se toplina prenosi iz izvora topline u zonu isparavanja, rashladna tekućina u komori počinje isparavati nakon zagrijavanja u okruženju s niskim vakuumom. U to vrijeme apsorbira toplinsku energiju i brzo se širi, a hlađenje u plinu brzo ispunjava cijelu komoru. Kada radni plin dođe u kontakt s relativno hladnim područjem, on će se kondenzirati. Toplina akumulirana tijekom isparavanja oslobađa se fenomenom kondenzacije, a kondenzirana rashladna tekućina će se kroz kapilarni kanal mikrostrukture vratiti u izvor topline isparavanja, te će se ta operacija ponoviti u komori.
Prema principu rada parne komore, znamo da:
1. Parna komora je dvodimenzionalni proizvod za provođenje topline, koji teoretski može provesti veliku količinu topline u dvodimenzionalnoj ravnoj ploči.
2. Parna komora se može koristiti za rasvjetne module.
O: Jednostavna geometrijska struktura - geometrijski oblici su općenito kvadratni i okrugli
B: Površina se ne deformira lako - parna komora ima toleranciju do 0,2 mm.
C: Kada je hladnjak dovoljan, bit će manja temperaturna razlika - kada hladnjak raspršuje toplinu, promjena temperature bit će vrlo mala.
D: Parna komora može samo riješiti problem prijenosa topline, budući da je brzina prijenosa topline vrlo velika, ali ipak treba dodati aluminijski hladnjak kako bi se postigla disipacija topline.
Eksperiment kontrasta
Eksperiment 1-Postavite LED na aluminijski rashladni element, svijetlite 10 minuta, a zatim ga pušite DC ventilatorom 5 minuta.
(Aluminijski hladnjak)
Eksperiment 2-Postavite LED na parnu komoru i aluminijski rashladni element, svijetlite 10 minuta, a zatim ga pušite s DC ventilatorom 5 minuta.
(Parna komora na aluminijskom hladnjaku)
12W LED
Rezultati infracrvenog eksperimenta 1 (koristite samo aluminijski hladnjak)
1-1 : 58 stupnjeva ,1-2 : 29 stupnjeva ,1-3 : 28,2 stupnjeva
Rezultati infracrvenog eksperimenta 2 (parna komora + aluminijski hladnjak)
2-1 : 55,2 stupnja ,2-2 : 31,2 stupnja ,2-3 : 29,2 stupnja
Sažetak eksperimenta:
Površinska temperatura pokusa 2 je 3 stupnja niža od pokusa 1.
Parna komora pojačava učinak prijenosa topline LED-a.
10W toplinska otpornost
Rezultati infracrvenog eksperimenta 1 (koristite samo aluminijski hladnjak)
1-1 : 80,4 stupnjeva 1-2 : 57,6 stupnjeva 1-3 : 55,5 stupnjeva
Rezultati infracrvenog eksperimenta 2 (parna komora + aluminijski hladnjak)
2-1 : 67,1 stupanj 2-2 : 57,6 stupanj 2-3 : 56,2 stupanj
Sažetak eksperimenta:
Temperatura površine čipa u eksperimentu 2 bila je niža od one u eksperimentu 1 13.3 stupnja. Parna komora je poboljšala provodljivost topline čipa i smanjila toplinski otpor.
Trenutačna toplinska otpornost od 10 W
Rezultati infracrvenog eksperimenta 1 (koristite samo aluminijski hladnjak)
{{0}}: 29,5 stupnjeva 1-2 :30,0 stupnjeva 1-3 : 30,1 stupnjeva
Rezultati infracrvenog eksperimenta 2 (parna komora + aluminijski hladnjak)
2-1 : 31,5 stupnjeva 2-2 :32,2 stupnjeva 2-3 : 32,2 stupnjeva
Sažetak eksperimenta:
Eksperiment 2 koji koristi parnu komoru značajno je bolji od eksperimenta 1 u smislu temperature strugotine i održava promjenu temperature od 13-15oC za rad na 1-10 minuta. To znači da uporaba parne komore može smanjiti toplinski otpor između čipa i hladnjaka, može smanjiti temperaturu spojne temperature pod istim uvjetima uključenosti.
Eksperimentalni zaključak: parna komora povećava toplinsku vodljivost čipa i smanjuje toplinski otpor
Kako primijeniti parnu komoru na LED velike snage?
Rješenje A: Višestruki LED čipovi izravno su zapečaćeni i postavljeni na parnu komoru
Eksperiment usporedbe LED-a velike snage (50 W multi-chip izravno zalemljen na parnu komoru) i (50 W multi-chip izravno zalemljen na bakrenu ploču)
(50W multi-chip izravno zalemljen na parnu komoru)
(50W multi-chip izravno zalemljen na bakrenu ploču)
Eksperimentalni podaci
(kanal 0~3: temperatura čipa kanal 4~5: temperatura hladnjaka)
Temperatura čipa u parnoj komori je 30 stupnjeva niža od temperature bakrene ploče
Parna komora može smanjiti temperaturu LED-a. Kada se za raspršivanje topline koristi isti hladnjak, postoji temperaturna razlika od oko 30 stupnjeva.
Parna komora može osigurati da temperatura svakog čipa na ploči bude ista. Ako se za odvođenje topline koristi bakrena ploča, temperatura središnjeg čipa bit će puno viša od okolnih, što će utjecati na životni vijek čipa.
Prednosti izravnog lemljenja LED čipova na parnu komoru:
1. Smanjite temperaturu spoja čipa i produžite životni vijek čipa
2. Može učiniti čip više fokusiranim, što je bolje za cjelokupni dizajn svjetiljke
3. Omogućite pakiranje s više čipova velike snage
Rješenje B: Ispišite PCB na parnu komoru i instalirajte LED na parnu komoru pomoću SMT (tehnologija površinske montaže).
Prototip serije čipova Cree XRE primijenjen na komoru za paru
Korištenjem SMT-a, ispitni podaci o rasipanju topline između parne komore i aluminijske ploče
Parna komora ima ravnomjerniju disipaciju topline i bržu provodljivost.
Iz dva testa znamo da:
Parna komora može izdržati 170 stupnjeva
Parna komora nema ograničenja oblika
Raspršivanje topline parne komore je kroz kapilarne rupe
Debljina parne komore najmanje 3 mm
MBTF parne komore prelazi 86,400 sati.
Parna komora može izdržati više od 200 toplinskih udara od -40 stupnjeva do 110 stupnjeva
Popularni tagovi: Test osnovnog znanja i performansi parne komore, Kina, dobavljači, proizvođači, tvornica, prilagođeno, besplatni uzorak, proizvedeno u Kini
