LED-lampide soojust hajutavad materjalid ja tehnoloogia

Soojuse hajumine on oluline tegur, mis mõjutab LED-lampide valgustuse intensiivsust. Jahutusradiaator võib lahendada madala valgustusega LED-lampide soojuse hajumise probleemi, kuid jahutusradiaator ei saa lahendada suure võimsusega lampide soojuse hajumise probleemi.

Ideaalse valgustugevuse saavutamiseks tuleb LED-lambi komponentide eralduva soojuse lahendamiseks kasutada aktiivjahutustehnoloogiat ning mõned aktiivjahutuslahendused nagu ventilaatorid ei ole nii pika elueaga kui LED-lambid.

Suure heledusega LED-valgustite praktilise aktiivjahutuse lahenduse pakkumiseks peab soojuse hajumise tehnoloogia olema madala energiatarbega ja rakendatav väikestele valgustitele, mille eluiga on sarnane või pikem kui valgusallikal.

Üldiselt võib jahutusradiaatorilt soojuse äravõtmise viisi järgi jagada jahutusradiaatorid aktiivseks ja passiivseks jahutuseks.

Niinimetatud passiivne soojuse hajumine tähendab, et soojusallika LED-valgusallika soojus hajub loomulikult õhku läbi jahutusradiaatori ja soojuse hajumise efekt on võrdeline jahutusradiaatori suurusega. Kuid kuna see hajutab soojust loomulikult, väheneb mõju loomulikult oluliselt. Seda kasutatakse sageli seadmetes, mis ei vaja ruumi, või soojuse hajutamiseks komponentide jaoks, mis toodavad vähe soojust. Näiteks mõned populaarsed emaplaadid kasutavad põhjasillal ka passiivset soojuse hajumist.

Aktiivne soojuseraldus on jahutusradiaatori poolt ventilaatorite ja muude soojuseraldusseadmete kaudu eraldatud soojuse sunniviisiline eemaldamine. Seda iseloomustab kõrge soojuse hajumise efektiivsus ja väike seadme suurus.

Aktiivse soojuse hajumise võib jagada õhkjahutusega soojuse hajutamiseks, vedelikjahutusega soojuse hajutamiseks, soojustoru soojuse hajutamiseks, pooljuhtjahutuseks, keemiliseks jahutamiseks jne.

01. Õhkjahutus

Õhkjahutus on kõige levinum soojuse hajutamise meetod ja see on ka suhteliselt odav meetod. Õhkjahutus on sisuliselt ventilaatorite kasutamine jahutusradiaatori poolt neelatud soojuse eemaldamiseks. Selle eeliseks on suhteliselt madal hind ja mugav paigaldus. See aga sõltub suuresti keskkonnast. Näiteks temperatuuri tõus ja kiirendamine mõjutab oluliselt selle soojuse hajumist.

02. Vedelikjahutus

Vedeljahutusega soojuse hajumine on jahutusradiaatori soojuse eemaldamiseks vedeliku sunnitud tsirkulatsiooni kaudu pumba ajami all. Võrreldes õhkjahutusega on selle eeliseks vaikus, stabiilne jahutus ja väiksem sõltuvus keskkonnast. Vedeljahutuse hind on suhteliselt kõrge ja paigaldus suhteliselt tülikas. Samal ajal proovige paigaldamisel järgida juhendis toodud juhiseid, et saavutada parim soojuse hajumise efekt. Kulude ja kasutusmugavuse huvides kasutab vedelikjahutus soojusjuhtivusvedelikuna tavaliselt vett, seetõttu nimetatakse vedelikjahutusradiaatoreid sageli vesijahutusradiaatoriteks.

03. Soojustoru jahutus

Soojustoru on omamoodi soojusülekandeelement, mis kasutab täielikult ära soojusjuhtivuse põhimõtet ja jahutuskeskkonna kiireid soojusülekandeomadusi ning edastab soojust vedeliku aurustumise ja kondenseerumise kaudu täielikult suletud vaakumtorus. erakordselt kõrge soojusjuhtivus ja hea isotermiline Soojusülekandeala mõlemal pool külma ja kuuma külge saab suvaliselt muuta, pikamaa soojusülekannet, temperatuuri reguleerimist jne ning soojustorudest koosneval soojusvahetil on kõrge soojusülekande efektiivsus , kompaktne struktuur ja väike vedelikukindluse kadu. eelis. Selle soojusjuhtimise võime ületab kaugelt kõigi tuntud metallide oma.

04. Pooljuhtjahutus

Pooljuhtjahutus on spetsiaalse pooljuhtjahutuskiibi kasutamine, et tekitada temperatuuri erinevust, kui see jahutamiseks pingestatakse. Kuni kõrge temperatuuriga otsa soojust saab tõhusalt hajutada, jahutatakse madala temperatuuriga otsa pidevalt. Igal pooljuhtosakesel tekib temperatuurierinevus ja jahutusplaat koosneb kümnetest sellistest osakestest järjestikku, moodustades seeläbi temperatuuri erinevuse jahutusplaadi kahel pinnal. Selle temperatuuri erinevuse nähtuse kasutamine koos õhk-/vesijahutusega kõrge temperatuuriga otsa jahutamiseks võib saavutada suurepärase soojuse hajumise efekti.

Pooljuhtjahutuse eelisteks on madal külmutustemperatuur ja kõrge töökindlus. Külma pinna temperatuur võib ulatuda alla miinus 10 kraadi, kuid hind on liiga kõrge ja see võib liiga madala temperatuuri tõttu põhjustada lühise. Veelgi enam, pooljuhtide jahutuskiipide tehnoloogia ei ole praegu piisavalt küps. praktiline.

05. Keemiline külmutus

Niinimetatud keemiline külmutus seisneb selles, et kasutatakse mõningaid ülimadala temperatuuriga keemilisi aineid ja nende abil neelab sulamisel temperatuuri alandamiseks suure hulga soojust. Sellega seoses on tavalisem kuiva jää ja vedela lämmastiku kasutamine. Näiteks kuivjää kasutamine võib alandada temperatuuri alla miinus 20 kraadi ja mõned liialdatud mängijad kasutavad vedelat lämmastikku, et langetada protsessori temperatuur alla miinus 100 kraadi (teoreetiliselt). Muidugi on seda meetodit kõrge hinna ja lühikese kestuse tõttu rohkem nähtud laborites või ekstreemsetes overclockerites.

Üldiselt valivad tavalised õhkjahutusega jahutusradiaatorid jahutusradiaatori materjaliks metalli. Valitud materjali puhul loodetakse, et sellel on nii kõrge erisoojus kui ka kõrge soojusjuhtivus.

Nagu ülaltoodud jooniselt näha, on parimad soojusjuhid hõbe ja vask, millele järgnevad kuld ja alumiinium. Kuna kuld ja hõbe on liiga kallid, on jahutusradiaatorid praegu peamiselt alumiiniumist ja vasest.

Nii vasel kui ka alumiiniumisulamil on oma eelised ja puudused: vasel on hea soojusjuhtivus, kuid see on kallim, raskesti töödeldav, liiga raske, jahutusradiaatori soojusmahtuvus on väike ja seda on lihtne oksüdeeruda.

Teisest küljest on puhas alumiinium otse kasutamiseks liiga pehme ja alumiiniumsulamid võivad anda piisava kõvaduse. Alumiiniumsulami eelised on madal hind ja kerge kaal, kuid soojusjuhtivus on vasest halvem. Seetõttu on jahutusradiaatorite väljatöötamise ajalukku ilmunud järgmised materjalid:

01. Alumiiniumist jahutusradiaator

Puhtast alumiiniumist jahutusradiaator on varases staadiumis kõige levinum jahutusradiaator ning selle tootmisprotsess on lihtne ja maksumus madal. Siiani hõivavad puhtast alumiiniumist jahutusradiaatorid endiselt märkimisväärse osa turust. Selle ribide soojuseraldusala suurendamiseks on puhtast alumiiniumist jahutusradiaatorite kõige sagedamini kasutatav töötlemismeetod alumiiniumi ekstrusioonitehnoloogia ning puhtast alumiiniumist jahutusradiaatori hindamise peamised näitajad on jahutusradiaatori aluse paksus ja tihvt. - Uimede suhe.

Pin viitab jahutusradiaatori ribide kõrgusele ja Fin viitab kahe külgneva ribi vahelisele kaugusele. Pin-Fin suhe on tihvti kõrgus (välja arvatud aluse paksus) jagatud uimega. Mida suurem on Pin-Fin suhe, seda suurem on jahutusradiaatori efektiivne soojuseraldusala, mis tähendab, et alumiiniumi ekstrusioonitehnoloogia on arenenum.

02 Vasest jahutusradiaator

Vase soojusjuhtivus on 1,69 korda suurem kui alumiiniumil, nii et kui muud tingimused on samad, saab puhtast vasest jahutusradiaator soojusallikast soojust kiiremini eemaldada. Probleemiks on aga vase tekstuur. Paljud jahutusradiaatorid, mida reklaamitakse kui "puhta vase", ei ole tegelikult 100 protsenti vasest.

Vase loetelus nimetatakse vasesisaldust üle 99 protsendi happevabaks vaseks ja järgmine vase klass on punane vask, mille vasesisaldus on alla 85 protsendi. Enamikul turul olevatest puhtast vasest jahutusradiaatoritest on praegu vasesisaldus nende kahe vahel. Mõned madalama kvaliteediga jahutusradiaatorid sisaldavad vähem kui 85 protsenti vaske. Kuigi maksumus on väga madal, on nende soojusjuhtivus oluliselt vähenenud, mis mõjutab soojuse hajumist.

Lisaks on vasel ka ilmseid puudusi, nagu kõrge hind, keeruline töötlemine ja jahutusradiaatorite suur mass takistab vasest valmistatud jahutusradiaatorite kasutamist. Punase vase kõvadus ei ole nii hea kui alumiiniumisulamil AL6063 ja teatud mehaanilise töötlemise (nt soonte vms) jõudlus ei ole nii hea kui alumiiniumil; vase sulamistemperatuur on palju kõrgem kui alumiiniumil, mis ei soodusta ekstrusiooni.

03. Vase-alumiiniumi sidumistehnoloogia

Pärast vase ja alumiiniumi vastavate puuduste kaalumist kasutavad mõned turul olevad tipptasemel jahutusradiaatorid praegu vase-alumiiniumi kombineeritud tootmisprotsessi. Need jahutusradiaatorid kasutavad tavaliselt vasest metallist aluseid, samas kui soojust hajutavad ribid on valmistatud alumiiniumisulamist. Loomulikult on lisaks vasest põhjale ka selliseid meetodeid nagu vasest sammaste kasutamine jahutusradiaatori jaoks, mis on samuti sama põhimõte.

Kõrge soojusjuhtivusega vasest alumine pind suudab kiiresti neelata soojusallikast vabanevat soojust ja alumiiniumribid saab keerukate protsessivahendite abil muuta selliseks, mis soodustab soojuse hajumist kõige paremini ja tagab suure soojussalvestusruumi ja vabastage see kiiresti. Tasakaalupunkt on leitud kõigis aspektides.