Light Emitting Diode (LED) é uma das mais promissoras novas fontes de luz fria no século 21. O mecanismo emissor de luz dos LEDs é que os elétrons na transição de junção PN entre as bandas de energia para gerar energia luminosa, e o chip tem um fenômeno de febre, especialmente um LED de alta potência, que é montado em um módulo usando uma pluralidade de LEDs, e a dissipação do calor é aumentada extremamente. Atualmente, apenas 15%-20% da energia do LED é convertida em energia leve, e os restantes 80%-85% da energia são convertidos em energia térmica, e o tamanho do chip é de apenas 2112,52,5 mm, resultando em uma grande densidade de energia do chip (até 21). Magnitude /Wmm). No entanto, a dissipação de calor do dispositivo LED é relativamente pobre. Primeiro, porque o espectro infravermelho do LED branco não contém a porção infravermelha, ou seja, seu calor não pode ser liberado pela radiação; em segundo lugar, a resistência ao calor da difusão e a resistência térmica da lâmpada LED são grandes. A dissipação do calor deficiente pode conduzir às conseqüências sérias, tais como a redução da saída clara do LED, encurtando a vida do dispositivo, e deslocando o comprimento de onda dominante do LED. Portanto, como fazer essas energiatérmica com o caminho mais curto, o método mais rápido, e maximizar a emissão tornou-se uma das questões-chave.
A gestão térmica LED inclui principalmente três aspectos: nível de chip, nível de embalagem e nível de calor de integração do sistema. Entre eles, o chip é o principal componente de aquecimento, sua eficiência quântica determina a eficiência do calor, e o material de substrato determina a eficiência de transferência de calor do chip; para o pacote, a estrutura do pacote, os materiais e o processo afetam diretamente a eficiência da dissipação do calor; o nível integrado de dissipação de calor do sistema também é chamado de radiador externo, principalmente, inclui uma pia de calor, um tubo de calor, um ventilador, uma placa de equalização de temperatura e afins. Nos últimos anos, o problema da dissipação do calor do LED tem sido dada mais e mais atenção pelos círculos acadêmicos em casa e no exterior, e várias pesquisas têm sido realizadas em conformidade. No entanto, uma vez que a dissipação de calor das lâmpadas LED é principalmente design empírico, o sistema de dissipação de calor é relativamente pobre em profissionalismo, de modo que o problema de dissipação de calor das lâmpadas LED ainda é muito alto. Sério. Portanto, a análise térmica e o design térmico de lâmpadas LED de alta potência têm um significado prático importante.
Este artigo primeiro introduz a atual tecnologia de dissipação de calor de lâmpadas LED e ferramentas de análise térmica comumente usadas, em seguida, seleciona uma lâmpada LED de alta potência como modelo de pesquisa, e usa o software de análise de elementofinite da ANSYS para realizar análises térmicas no Lâmpada LED para obter várias partes da lâmpada. A distribuição de temperatura e a temperatura máxima do chip são melhoradas com base nisso, e um efeito satisfatório de dissipação de calor é obtido.
2 TECNOLOGIA DE resfriamento de luz LED
Atualmente, as principais tecnologias de dissipação de calor para lâmpadas LED de alta potência incluem dissipadores de calor, tubos de calor, placas de equalização de temperatura, camadas de revestimento de radiação, pastas condutoras e juntas condutoras térmicas. O dissipador de calor usa a área de superfície ampliada para dissipar a convecção do calor no ambiente. Os fatores que afetam o desempenho de dissipação de calor da pia de calor são a forma da pia de calor, o número de barbatanas, o tom, o tamanho, o ângulo de inclinação, o material da pia de calor e a tecnologia de processamento. Tecnologia de dissipação de calor comumente usada, as lâmpadas modelo neste papel usam dissipadores de calor para dissipar o calor. O tubo de calor usa a mudança cíclica da fase líquida condensada para derivar e dissipar o calor elevado gerado pelo LED. Em circunstâncias normais, a extremidade fria do tubo de calor é usada junto com o dissipador de calor para conseguir a melhor dissipação do calor. O princípio da placa de temperatura uniforme é semelhante ao do tubo de calor, exceto que o tubo de calor é uma transferência de calor unidimensional de sentido único, e a placa de temperatura uniforme é a transferência de calor da superfície, que tem bidimensionalidade, de modo que a superfície temperatura de toda a pia de calor é uniforme. A camada de revestimento de radiação é revestida com uma tinta dissipante de calor na superfície externa da pia de calor para aumentar a emissividade e permitir que o calor irradiar de forma mais eficiente. A pasta térmica e a almofada térmica são projetadas reduzir a resistência térmica do contato.
Os defeitos de dissipação do calor da lâmpada LED têm principalmente os seguintes quatro pontos:
1) O arranjo de aletas do dissipador do calor de lâmpadas do LED é ilógico. O arranjo das barbatanas dissipantes de calor não leva em conta o uso do luminaire, afetando o efeito de dissipação do calor da pia de calor, e projetando o calor dissipando barbatanas que estão em conformidade com as características do próprio produto.
2) Lâmpadas LED sobre-enfatizar o link de condução de calor, mas negligenciar a dissipação de calor convecção. Tubo de calor, graxa térmica e outras medidas de dissipação de calor reduzem a resistência térmica através da condução do calor, mas o calor depende, em última análise, da área de superfície externa da lâmpada, por isso é uma tendência de desenvolvimento para aplicar o revestimento de radiação no exterior Superfície.
3) Lâmpadas LED negligenciam o equilíbrio de transferência de calor. Se a distribuição de temperatura das barbatanas é severamente desigual, fará com que algumas das barbatanas não tenham efeito ou efeito limitado, e a placa de temperatura uniforme pode desempenhar um papel na equalização da temperatura.
4) A dissipação do calor do luminaire é o melhor encontrar a canaleta a mais curta da dissipação do calor do projeto, de modo que o calor esteja liberado na atmosfera o mais cedo possível. Entre eles, a resistência térmica da interface é o gargalo do canal de dissipação do calor, de modo que o foco da dissipação do calor também deve ser colocado no material condutor térmico de interface.