大功率节能免维护LED防爆灯的散热方法

人气:     时间:  2017-12-13 17:11:33

大功率节能免维护LED防爆灯的散热方法

随着LED防爆灯 材料及封装技术的不断演进,促使LED防爆灯产品亮度不断提高,LED防爆灯 的应用越来越广,以LED防爆灯 作为显示器的背光源,更是近来热门的话题。但散热问题是在LED防爆灯 开发用作照明物体的主要障碍,就为大 家介绍几种散热方式和散热的材质。散热方式
一般说来,依照从 散热器带走热量的方式,可以将 散热器分为主动式散热和被动式散热。所谓的被动式散热,是指通 过散热片将热源LED防爆灯 光源热量自然散发到空气中,其散热 的效果与散热片大小成正比,但因为 是自然散发热量,效果当然大打折扣。常常用 在那些对空间没有要求的设备中,或者用 于为发热量不大的部件散热,如部分 普及型主板在北桥上也采取被动式散热,绝大多 数采取主动式散热式,主动式 散热就是通过风扇等散热设备强迫性地将散热片发出的热量带走,其特点是散热效率高,而且设备体积小。
主动式散热,从散热方式上细分,可以分为风冷散热、液冷散热、热管散热、半导体制冷、化学制冷等等。
风冷风 冷散热是最常见的散热方式,相比较而言,也是较廉价的方式。风冷散 热从实质上讲就是使用风扇带走散热器所吸收的热量。具有价格相对较低,安装方便等优点。但对环境依赖比较高,例如气 温升高以及超频时其散热性能就会大受影响。
液冷
液冷散 热是通过液体在泵的带动下强制循环带走散热器的热量,与风冷相比,具有安静、降温稳定、对环境 依赖小等等优点。液冷的价格相对较高,而且安 装也相对麻烦一些。同时安 装时尽量按照说明书指导的方法安装才能获得的散热效果。出于成 本及易用性的考虑,液冷散 热通常采用水做为导热液体,因此液 冷散热器也常常被称为水冷散热器。热管
热管属 于一种传热元件,它充分 利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质,通过在 全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结来传递热量,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、可控制 温度等一系列优点,并且由 热管组成的换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小等优点。其导热 能力已远远超过任何已知金属的导热能力。
半导体制冷
半导体 制冷就是利用一种特制的半导体制冷片在通电时产生温差来制冷,只要高 温端的热量能有效的散发掉,则低温 端就不断的被冷却。在每个 半导体颗粒上都产生温差,一个制 冷片由几十个这样的颗粒串联而成,从而在 制冷片的两个表面形成一个温差。利用这种温差现象,配合风冷/水冷对 高温端进行降温,能得到 优秀的散热效果。半导体 制冷具有制冷温度低、可靠性高等优点,冷面温 度可以达到零下10℃以下,但是成本太高,而且可 能会因温度过低导致造成短路,而且现 在半导体制冷片的工艺也不成熟,不够实用。

纯铜散热器
铜的热 传导系数是铝的1.69 倍,所以在 其他条件相同的前提下,纯铜散 热器能够更快地将热量从热源中带走。不过铜 的质地是个问题,很多标榜“纯铜散热器”其实并非是真正的100%的铜。在铜的列表中,含铜量超过99%的被称为无酸素铜,下一个 档次的铜为含铜量为85%以下的丹铜。目前市 场上大多数的纯铜散热器的含铜量都在介于两者之间。而一些 劣质纯铜散热器的含铜量甚至连85%都不到,虽然成本很低,但其热 传导能力大大降低,影响了散热性。此外,铜也有明显的缺点,成本高,加工难,散热器 质量太大都阻碍了全铜散热片的应用。红铜的 硬度不如铝合金AL6063,某些机械加工(如剖沟等)性能不如铝;铜的熔点比铝高很多,不利于挤压成形( Extrusion )等等问题。
铜铝结合技术
在考虑 了铜和铝这两种材质各自的缺点后,目前市 场部分高端散热器往往采用铜铝结合制造工艺,这些散 热片通常都采用铜金属底座,而散热 鳍片则采用铝合金。当然,除了铜底,也有散 热片使用铜柱等方法,也是相同的原理。凭借较高的导热系数,铜制底 面可以快速吸收CPU释放的热量;铝制鳍 片可以借助复杂的工艺手段制成最有利于散热的形状,并提供 较大的储热空间并快速释放,这在各 方面找到了的一个均衡点。
化学制冷
所谓化学制冷,就是使 用一些超低温化学物质,利用它 们在融化的时候吸收大量的热量来降低温度。这方面 以使用干冰和液氮较为常见。比如使 用干冰可以将温度降低到零下20℃以下,还有一些更“”的玩家利用液氮将CPU温度降到零下100℃以下(理论上),当然由 于价格昂贵和持续时间太短,这个方 法多见于实验室或极端的超频爱好者。
材质的选择
热传导系数 (单位: W/mK)
银 429  铜 401  金 317   铝 237   铁 80 铅 34.8
1070 型铝合金 226;1050型铝合金 209;6063 型铝合金 201;6061型铝合金 155

 

 
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