Yorug'lik chiqaradigan diod (LED) 21-asrning eng istiqbolli yangi sovuq nur manbalaridan biridir. LEDlarning yorug'lik chiqaradigan mexanizmi shundan iboratki, PN birikmasidagi elektronlar yorug'lik energiyasini ishlab chiqarish uchun energiya tarmoqlari o'rtasida o'tishadi va chipda isitma fenomeni bor, ayniqsa ko'p quvvatni ishlatgan holda modulga yig'ilgan yuqori quvvatli LED. LEDlar va issiqlik tarqalishi sezilarli darajada oshadi. Hozirgi vaqtda LED energiyasining atigi 15% -20% yorug'lik energiyasiga aylanadi, qolgan energiyaning 80% -85% issiqlik energiyasiga aylantiriladi va chip hajmi atigi 2112.52.5mm, natijada chipning katta quvvat zichligi (21 tagacha). / Wmm kattaligi). Biroq, LED qurilmasining issiqlik tarqalishi nisbatan past. Birinchidan, oq LEDning infraqizil spektrida infraqizil qismi yo'qligi sababli, ya'ni uning issiqligi radiatsiya bilan chiqarilmaydi; ikkinchidan, diffuziya issiqlik qarshiligi va LED yoritgichning termal qarshiligi katta. Yomon issiqlik tarqalishi jiddiy oqibatlarga olib kelishi mumkin, masalan, LED yorug'lik chiqishini kamaytirish, qurilmaning ishlash muddatini qisqartirish va LEDning to'lqin uzunligini o'zgartirish. Shu sababli, ushbu issiqlik energiyasini eng qisqa yo'l bilan, eng tezkor usulda va maksimal darajada chiqarishni qanday amalga oshirish asosiy masalalardan biriga aylandi.
LED termal boshqaruvi asosan uchta jihatni o'z ichiga oladi: chip darajasi, paket darajasi va tizim integratsiyasi issiqlik darajasi. Ular orasida chip asosiy isitish komponentidir, uning kvant samaradorligi issiqlik samaradorligini, substrat material esa chipning issiqlik o'tkazuvchanligini aniqlaydi; paket uchun, paketning tuzilishi, materiallari va jarayoni issiqlik tarqalish samaradorligiga bevosita ta'sir qiladi; tizimning integratsiyalashgan issiqlik tarqalish darajasi tashqi deb ham ataladi Radiator asosan issiqlik moslamasini, issiqlik trubasini, fanatni, haroratni tenglashtiruvchi plitani va boshqalarni o'z ichiga oladi. So'nggi yillarda LED issiqlik tarqalishi muammosiga, uyda va chet elda akademik doiralar tomonidan tobora ko'proq e'tibor berilmoqda va shunga mos ravishda turli xil tadqiqotlar olib borilmoqda. Biroq, LED yoritgichlarning issiqlik tarqalishi asosan empirik dizaynga ega bo'lganligi sababli, issiqlik tarqalish tizimi professional darajada nisbatan past, shuning uchun LED yoritgichlarning issiqlik tarqalish muammosi hali ham juda yuqori. jiddiy. Shuning uchun yuqori quvvatli LED yoritgichlarning termal tahlili va termal dizayni muhim amaliy ahamiyatga ega.
Ushbu qog'oz birinchi navbatda LED yoritgichlar va keng tarqalgan ishlatiladigan termal tahlil vositalarining hozirgi issiqlik tarqalish texnologiyasini tanishtiradi, so'ng tadqiqot modeli sifatida yuqori quvvatli LED yoritgichni tanlaydi va ANSYS cheklangan elementlarni tahlil qilish dasturini LED yoritgichida termal tahlilni amalga oshirish uchun turli xil narsalarni olish uchun ishlatadi. chiroqning qismlari. Buning asosida harorat taqsimoti va chipning maksimal harorati yaxshilanadi va qoniqarli issiqlik tarqalish effekti olinadi.
2 LED yorug'lik sovutish texnologiyasi
Hozirgi vaqtda yuqori quvvatli LED yoritgichlarning asosiy issiqlik uzatuvchi texnologiyalari issiqlik moslamalari, issiqlik quvurlari, haroratni tenglashtiruvchi plitalar, radiatsiyaviy qoplama qatlamlari, Supero'tkazuvchilar pastalar va issiqlik o'tkazuvchan qistirmalari. Issiqlik tashuvchisi atrof-muhitga issiqlik konvektsiyasini tarqatish uchun kattalashtirilgan sirt maydonidan foydalanadi. Issiqlik moslamasining issiqlik tarqalish ko'rsatkichiga ta'sir qiluvchi omillar issiqlik tashuvchisining shakli, burmalar soni, pitch, o'lcham, egish burchagi, issiqlik moslamasining materiali va ishlov berish texnologiyasidir. Tez-tez ishlatiladigan issiqlik tarqalish texnologiyasi, ushbu qog'ozdagi model lampalar issiqlikni tarqatish uchun issiqlik moslamalarini ishlatadilar. Issiqlik trubkasi LED tomonidan ishlab chiqarilgan yuqori issiqlikni olish va tarqatish uchun zichlashtirilgan suyuqlik fazasining o'zgarishini ishlatadi. Oddiy sharoitlarda issiqlik trubasining sovuq uchi issiqlik tarqalishiga erishish uchun issiqlik moslamasi bilan birgalikda ishlatiladi. Yagona harorat plitasining printsipi issiqlik trubkasiga o'xshashdir, bundan tashqari issiqlik trubkasi bir o'lchovli bir tomonlama issiqlik uzatishdan iborat va yagona harorat plitasi ikki o'lchovli xususiyatlarga ega bo'lgan sirt issiqlik uzatishidir. butun issiqlik moslamasining sirt harorati bir xil bo'ladi. Emissiyani oshirishi va issiqlikni yanada samaraliroq berish uchun radiatsion qoplama qatlami issiqlik moslamasining tashqi yuzasiga issiqlik o'tkazuvchan bo'yoq bilan qoplangan. Termal pasta va termal yostiq kontaktning termal qarshiligini kamaytirish uchun mo'ljallangan.
LED yoritgichli issiqlik tarqalishining kamchiliklari asosan quyidagi to'rt narsaga ega.
1) LED yoritgichlarning issiqlik qabul qilgichlarini tartibga solish mantiqiy emas. Issiqlik tarqaladigan qopqoqlarning joylashishi issiqlik moslamasining issiqlik tarqalish ta'siriga ta'sir qiladigan va mahsulotning o'ziga xos xususiyatlariga mos keladigan issiqlik tarqatuvchi qopqoqlarni loyihalashda armatura ishlatilishini hisobga olmaydi.
2) LED yoritgichlar issiqlik o'tkazuvchanligini bog'lab turadi, ammo konveksiya issiqlik tarqalishini e'tiborsiz qoldiradi. Issiqlik trubkasi, issiqlik moyi va boshqa issiqlik o'tkazuvchanlik choralari issiqlik o'tkazuvchanligi orqali termal qarshilikni kamaytiradi, ammo issiqlik oxir-oqibat chiroqning tashqi yuzasiga bog'liq, shuning uchun tashqi yuzada radiatsion qoplamani qo'llash rivojlanish tendentsiyasidir.
3) LED yoritgichlar issiqlik uzatish balansini e'tiborsiz qoldiradi. Agar burmalarni harorat taqsimoti jiddiy notekis bo'lsa, bu ba'zi bir burmalarni ta'sir qilmaydi yoki cheklangan ta'sirga ega bo'lmaydi va haroratni tenglashtirishda yagona harorat plitasi rol o'ynashi mumkin.
4) Armatura issiqlik tarqalishi eng qisqa vaqt ichida issiqlik tarqalish kanalini topish yaxshiroqdir, shunda issiqlik eng qisqa vaqt ichida atmosferaga chiqariladi. Ular orasida interfeysning issiqlik qarshiligi issiqlik tarqalish kanalining muammosi hisoblanadi, shuning uchun issiqlik tarqalishining markaziga shuningdek, interfeysning issiqlik o'tkazuvchanligi materiali ham qo'yilishi kerak.