Per què els llums LED són més grans que els llums tradicionals?
Mainly because of LED cooling technology. Heat dissipation is a major factor affecting the lighting intensity of LED lamps. The heat sink can solve the heat dissipation problem of low illumination LED lamps. A heat sink cannot solve the heat dissipation problem of 75W or 100W LED lamps. To achieve the desired lighting intensity, active cooling techniques must be used to account for the heat released by the LED luminaire components. Some active cooling solutions such as fans do not last as long as LED fixtures. In order to provide a practical active cooling solution for high-brightness LED luminaires, the cooling technology must be low energy consumption; suitable for small luminaires; and have a lifespan similar to or longer than the light source.
En termes generals, els radiadors es poden dividir en refrigeració activa i refrigeració passiva segons la manera d'eliminar la calor del radiador.
Passive heat dissipation means that the heat of the heat source LED light source is naturally dissipated into the air through the heat sink. The heat dissipation effect is proportional to the size of the heat sink, but because it dissipates heat naturally, the effect is of course greatly reduced. It is often used in those who do not require space. For example, some popular motherboards also use passive heat dissipation on the north bridge, and most of them use active heat dissipation. Active heat dissipation is forced through cooling devices such as fans. The heat emitted by the heat sink is taken away, which is characterized by high heat dissipation efficiency and small size of the device.
La refrigeració activa es pot dividir en refrigeració per aire, refrigeració líquida, refrigeració per tubs de calor, refrigeració per semiconductors, refrigeració química, etc. La dissipació de calor refrigerada per -aire-aire és el mètode de dissipació de calor més comú i també és un mètode més barat en comparació. La refrigeració per aire és essencialment l'ús d'un ventilador per eliminar la calor absorbida pel radiador. Té els avantatges d'un preu relativament baix i una instal·lació còmoda. No obstant això, depèn molt del medi ambient. Per exemple, quan la temperatura augmenta i l'overclocking, el seu rendiment de refrigeració es veurà molt afectat.
Actualment, la dissipació de calor de les làmpades LED inclou principalment els mètodes següents:
1. Refrigeració líquida
La dissipació de calor refrigerada per líquid-és la circulació forçada de líquid per treure la calor del radiador sota l'accionament de la bomba. En comparació amb el refrigerat per aire-, té els avantatges de la tranquil·litat, la refrigeració estable i la menor dependència del medi ambient. El preu de la refrigeració líquida és relativament alt i la instal·lació és relativament problemàtica. Al mateix temps, intenteu instal·lar-lo segons el mètode indicat al manual per obtenir el millor efecte de dissipació de calor. Per raons de cost i facilitat d'ús, la dissipació de calor refrigerada per líquid-acostuma a utilitzar aigua com a líquid de transferència de calor, de manera que els radiadors refrigerats per líquid-s'anomenen sovint radiadors refrigerats per aigua-.
2. Tub de calor
La canonada de calor pertany a una mena d'element de transferència de calor. Utilitza plenament el principi de conducció de calor i la propietat de transferència de calor ràpida del medi de refrigeració. Transfereix calor mitjançant l'evaporació i la condensació del líquid al tub de buit totalment tancat. Té una conductivitat tèrmica extremadament alta i un bon rendiment isotèrmic. L'àrea de transferència de calor a ambdós costats dels costats fred i calent es pot canviar arbitràriament, transferència de calor a llarga-distància, control de temperatura i una sèrie d'avantatges, i l'intercanviador de calor compost per tubs de calor té els avantatges d'una calor elevada. eficiència de transferència, estructura compacta, baixa pèrdua de resistència al fluid, avantatge, etc. La seva conductivitat tèrmica supera amb escreix la de qualsevol metall conegut.
3. Refrigeració per semiconductors
La refrigeració de semiconductors consisteix a utilitzar una làmina especial de refrigeració de semiconductors per generar una diferència de temperatura quan s'activa per refredar-se. Mentre la calor del costat d'alta temperatura es pugui dissipar eficaçment, el costat de baixa temperatura es refreda contínuament. Es genera una diferència de temperatura a cada partícula semiconductora i una làmina refrigerada està formada per desenes d'aquestes partícules en sèrie, formant així una diferència de temperatura entre les dues superfícies de la làmina refrigerant. Utilitzant aquest fenomen de diferència de temperatura, amb refrigeració per aire/aigua per refredar l'extrem d'alta temperatura, es pot obtenir un excel·lent efecte de dissipació de calor. La refrigeració de semiconductors té els avantatges de la baixa temperatura de refrigeració i l'alta fiabilitat. La temperatura de la superfície freda pot arribar a menys de 10 graus, però el cost és massa elevat i pot provocar un curtcircuit a causa d'una temperatura massa baixa i la tecnologia actual de refrigeració de semiconductors és immadura i insuficient. pràctic.
4. Refrigeració química
The so-called chemical refrigeration is to use some ultra-low temperature chemicals, and use them to absorb a lot of heat when they melt to reduce the temperature. The use of dry ice and liquid nitrogen is more common in this regard. For example, the use of dry ice can reduce the temperature to below -20 degree , and some more 'perverted' players use liquid nitrogen to reduce the CPU temperature to below -100 degree (theoretically), of course, due to the high price and too short duration, this The method is more common in the laboratory or extreme overclocking enthusiasts.
Choice of heat dissipation material. Generally speaking, ordinary air-cooled radiators naturally choose metal as the material of the radiator. For the selected material, it is hoped that it has both high specific heat and high thermal conductivity. Silver and copper are the best thermally conductive materials, followed by gold and aluminum. But gold and silver are too expensive, so at present, heat sinks are mainly made of aluminum and copper. In comparison, both copper and aluminum alloys have their own advantages and disadvantages: copper has good thermal conductivity, but it is expensive, difficult to process, heavy, and the heat capacity of copper radiators is small, and it is easy to oxidize. . On the other hand, pure aluminum is too soft to be used directly. Only aluminum alloys are used to provide sufficient hardness. The advantages of aluminum alloys are low price and light weight, but the thermal conductivity is much worse than that of copper. Therefore, in the development history of radiators, the following materials have also appeared:
1. Disipador de calor d'alumini pur
El radiador d'alumini pur és el radiador més comú en els primers dies. El seu procés de fabricació és senzill i el cost és baix. Fins ara, el radiador d'alumini pur encara ocupa una part considerable del mercat. Per augmentar l'àrea de dissipació de calor de les seves aletes, el mètode de processament més utilitzat per als radiadors d'alumini pur és la tecnologia d'extrusió d'alumini, i els principals indicadors per avaluar un radiador d'alumini pur són el gruix de la base del radiador i el Pin{{0 }}Proporció d'aleta. Pin es refereix a l'alçada de les aletes del dissipador de calor i Fin es refereix a la distància entre dues aletes adjacents. La proporció de l'agulla-aleta és l'alçada de la pinça (excloent el gruix de la base) dividida per l'aleta. Com més gran sigui la relació de Pin-Aletes, més gran serà l'àrea efectiva de dissipació de calor del radiador i més avançada serà la tecnologia d'extrusió d'alumini.
2. Disipador de calor de coure pur
The thermal conductivity of copper is 1.69 times that of aluminum, so other things being equal, a pure copper heat sink can take heat away from the heat source faster. However, the texture of copper is a problem. Many advertised 'pure copper radiators' are not really 100 percent copper. In the list of copper, copper with a copper content of more than 99 percent is called acid-free copper, and the next grade of copper is Dan copper with a copper content of less than 85 percent . Most of the pure copper heat sinks on the market currently have a copper content between the two. The copper content of some inferior pure copper radiators is not even 85 percent . Although the cost is very low, its thermal conductivity is greatly reduced, which affects the heat dissipation. In addition, copper also has obvious shortcomings, such as high cost, difficult processing, and too much mass of the heat sink, which hinder the application of all-copper heat sinks. The hardness of red copper is not as good as that of aluminum alloy AL6063, and the performance of some mechanical processing (such as grooving) is not as good as that of aluminum; the melting point of copper is much higher than that of aluminum, which is not conducive to extrusion and other problems.
3. Tecnologia d'unió de coure-alumini
Després de considerar les deficiències respectives del coure i l'alumini, alguns radiadors-de gamma alta del mercat sovint utilitzen processos de fabricació de combinacions de coure-alumini. Aquests dissipadors de calor solen utilitzar bases metàl·liques de coure, mentre que les aletes del dissipador de calor estan fetes d'aliatge d'alumini. Per descomptat, a més de la base de coure, també hi ha mètodes com l'ús de pilars de coure per al dissipador de calor, que també és el mateix principi. Amb una alta conductivitat tèrmica, la superfície inferior de coure pot absorbir ràpidament la calor alliberada per la CPU; les aletes d'alumini es poden convertir en la forma més favorable per a la dissipació de la calor amb l'ajuda de mitjans de procés complexos, i proporcionen un gran espai d'emmagatzematge de calor i l'alliberen ràpidament. S'ha trobat un equilibri en tots els aspectes.
Per tal de millorar l'eficiència lluminosa i la vida útil dels LED, resoldre el problema de la dissipació de calor dels productes LED és un dels problemes més importants en aquesta etapa. Per tant, l'ús de la litografia de llum groga per fer substrats de -pel·lícula fina ceràmica- que dissipen la calor es convertirà en un dels catalitzadors importants per promoure la millora contínua dels LED a alta potència.
