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【精華】當(dāng)前最新的解決LED散熱的主要設(shè)計(jì)

發(fā)布時(shí)間:2014-02-13 責(zé)任編輯:sherryyu

【導(dǎo)讀】LED如今應(yīng)該是家喻戶曉的東西,但是隨著LED功率的不斷提高,LED散熱也愈加成為一個(gè)大的問題。主因是LED散熱性能好壞將直接影響到LED產(chǎn)品的壽命。那么如何將LED的散熱問題很好的解決呢,又有哪些有用的技術(shù)能完美的解決呢?本文將為大家剖析目前市面上LED的最新的主要散熱技術(shù),希望為L(zhǎng)ED工程師帶來一些好的靈感設(shè)計(jì)!

目前LED主要新型散熱技術(shù)有以下6種。

1、SynJet替代風(fēng)扇

應(yīng)用到LED照明散熱上面,SynJet的大致原理是一個(gè)類似振動(dòng)膜的元件以一定頻率振動(dòng)壓縮腔內(nèi)的空氣,空氣受壓縮后從細(xì)小的噴嘴高速噴出,形成空氣彈噴向散熱片,同時(shí)空氣彈帶動(dòng)散熱片周圍的空氣流動(dòng)帶走熱量。據(jù)介紹,該技術(shù)原先用于芯片的散熱,LED照明興起之后,被用于替代碩大的風(fēng)扇。

相對(duì)于風(fēng)扇來說,SynJet散熱模組有以下幾個(gè)特點(diǎn):

功耗比風(fēng)扇低、體積小、質(zhì)量輕、低噪音、壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。

SynJet替代風(fēng)扇

2、均熱板技術(shù)

熱能有個(gè)規(guī)律,它會(huì)往熱阻值低的地方傳遞。如果熱量無法通過散熱介質(zhì)傳導(dǎo)出去,它就會(huì)傳遞到PCB上,長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致PCB過熱變形、損壞。因此,滿載做功時(shí)單位面積內(nèi)的巨大熱能是一個(gè)顯卡最難克服的散熱問題。下面是目前幾種傳統(tǒng)散熱方式在熱傳密度上的橫向比較。

一個(gè)50cm2,6mm厚的真空均溫板HeatFlux熱傳密度可達(dá)115W/cm2,是銅熱管的10倍以上,VaporChamber真空腔均熱板比純銅基板具有更好的熱擴(kuò)散性能,特別適合于大功率的CPU、GPU的使用。

總結(jié)起來,真空均熱板優(yōu)勢(shì)有:

一.均熱板的阻抗為業(yè)界中最低之一,將300W應(yīng)用于25mmx25mm時(shí)的測(cè)量值為0.05C/W

二.尺寸外型非常靈活,均熱板面積可達(dá)200mmx200mm

三.克服了方向性限制,全面提升了電子組件/系統(tǒng)的效能

3、自激式振蕩流熱管/環(huán)路熱管

自激式振蕩流熱管/環(huán)路熱管

它們作為傳統(tǒng)熱管技術(shù)的延伸,也是依靠液體相變實(shí)現(xiàn)換熱的,傳熱能力較燒結(jié)熱管提高20-30%,具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、適應(yīng)性好、熱輸運(yùn)距離遠(yuǎn)等特點(diǎn),是解決大功率LED燈散熱問題最為有效的解決方案。
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4、離子風(fēng)散熱技術(shù)

Tessera把這套系統(tǒng)命名為EHD(Electro Hydro Dynamic電子液動(dòng)力)散熱,其概念實(shí)際上相當(dāng)簡(jiǎn)單,基于正負(fù)電子中和的原理,由一對(duì)電極的一端產(chǎn)生正電離子,飛向另一端的負(fù)電離子,便能帶動(dòng)空氣形 成穩(wěn)定氣流,即“離子風(fēng)”帶走熱量,在完全沒有活動(dòng)部件的情況下實(shí)現(xiàn)了靜音散熱。

離子風(fēng)的散熱技術(shù),與現(xiàn)在的散熱技術(shù)相比,這種新的散 熱技術(shù)可以提升250%的散熱效率。采用這種技術(shù)的離子風(fēng)引擎兩端各有一個(gè)高電壓電極,電極之間的電壓差高達(dá)數(shù)千伏,在這種情況下,空氣中的氣體分子實(shí)現(xiàn) 離子化就產(chǎn)生了離子風(fēng),這種離子風(fēng)可以高效的帶走芯片所產(chǎn)生的熱量。這種離子風(fēng)引擎可以安裝在需要散熱的芯片上,這樣無需風(fēng)扇就可以起到強(qiáng)大的散熱作用, 并且其散熱效率遠(yuǎn)高于目前的散熱產(chǎn)品。

5、PDC熱處理材料

PDC(polycrystalline diamond composite)即聚晶金剛石復(fù)合片,是聚晶金剛石(polycrystallin diamond,PCD)和硬質(zhì)合金底層形成的一種復(fù)合材料.它既有PCD的高硬度又有一定的韌性和抗沖擊性能,是一種重要的超硬刀具材料。

PDC的產(chǎn)品屬被動(dòng)式非金屬散熱材料Passive Dimensional Dissipationmaterial(簡(jiǎn)稱PDD),并將導(dǎo)熱及散熱的功能結(jié)合,成為最佳熱處理解決方案。

有Coating PDC材料的散熱片,其散熱效果與Coating ITRI(奈米碳球)的散熱性能相當(dāng)。

6、納米碳球應(yīng)用于輻射散熱技術(shù)

受限于節(jié)能與產(chǎn)品輕薄短小之需求,非主動(dòng)散熱日益受重視,應(yīng)用輻射紅外線的涂料散熱方式是目前相當(dāng)熱門的研究領(lǐng)域,特別是應(yīng)用于高功率LED與 太陽電池等產(chǎn)品,其散熱好壞會(huì)直接反應(yīng)在產(chǎn)品效能上,并且為了節(jié)能減碳的訴求,這類產(chǎn)品通常不會(huì)加裝風(fēng)扇散熱。一般導(dǎo)熱材必須有高的Loading,藉由 填充粒子間的界面接觸傳導(dǎo)熱,因此界面阻抗成為主要的熱能傳遞障礙。

碳簇材料(黑體)輻射冷卻效果佳。在相同溫度(90°C)下,以紅外線攝相儀觀測(cè),有 涂裝的很火紅(輻射發(fā)射率達(dá)98%),并且明顯降溫速度較快,顯示涂層具輻射冷卻效果。將此應(yīng)用于單顆5WLED臺(tái)燈制品,LED溫度可由75.1°C降 至50.8°C,亮度增加30%且壽命可大幅提升。

輻射散熱的效果常隨散熱鰭片之設(shè)計(jì)而略有不同,一般來說,涂裝納米碳球之鰭片可較相同形狀未涂 裝樣品降溫達(dá)6°C以上。因應(yīng)節(jié)能與非主動(dòng)散熱需求,產(chǎn)品可藉簡(jiǎn)易的涂布技術(shù)應(yīng)用于鋁鰭片散熱、LED照明、車燈、工業(yè)計(jì)算機(jī)、太陽能電池散熱、隨身裝置、游戲機(jī)等應(yīng)用產(chǎn)品。相關(guān)產(chǎn)品市場(chǎng)產(chǎn)值大,目前成果已商品化應(yīng)用于LED臺(tái)燈產(chǎn)品。

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