Efekt rozpraszania ciepła przez komorę parową w diodzie LED
Głównym problemem diod LED dużej mocy jest „ciepło”
Według raportu z testów Cree XLamp XR-E, niższa temperatura diody LED może zwiększyć jej żywotność i strumień świetlny.
Dane chipa LED o powierzchni 40mil (1 mm²).
Układ 1W: strumień ciepła bliski 100W/CM²
Układ 3W: strumień ciepła bliski 300W/CM²
Z powyższego raportu z testów i danych wynika, że problemem ciepła diod LED jest głównie przegrzanie o dużej gęstości ciepła (gorący punkt), a nie całkowity strumień ciepła.
Przegrzanie skupione na gorącym punkcie wpłynie na żywotność i strumień świetlny diody LED.
Jak rozwiązać problem skupiania ciepła w gorącym miejscu? Odkryliśmy, że wysokowydajne rozpraszacze ciepła mogą szybko rozpraszać ciepło, zapobiegając w ten sposób skupianiu się ciepła na gorących punktach. Komora parowa jest rodzajem dyfuzora ciepła, który niezwykle szybko może odebrać ciepło. Jego zasada działania jest podobna do rury cieplnej.
Zasada działania komory parowej
Thekomora parowato komora próżniowa o konstrukcji kolumnowej, wewnątrz wykonana najczęściej z miedzi.
Kiedy ciepło jest przekazywane ze źródła ciepła do strefy parowania, ciecz chłodząca w komorze zaczyna odparowywać po podgrzaniu w środowisku o niskiej próżni. W tym czasie pochłania energię cieplną i gwałtownie się rozszerza, a stygnięcie w gazie szybko wypełnia całą komorę. Kiedy gaz roboczy zetknie się ze stosunkowo zimnym obszarem, nastąpi jego kondensacja. Ciepło zgromadzone podczas parowania zostaje uwolnione w wyniku zjawiska kondensacji, a skroplona ciecz chłodząca poprzez kanał kapilarny mikrostruktury powróci do źródła ciepła parowania, a operacja ta zostanie powtórzona w komorze.
Zgodnie z zasadą działania komory parowej wiemy, że:
1. Komora parowa jest dwuwymiarowym produktem przewodzącym ciepło, który teoretycznie może przewodzić dużą ilość ciepła w dwuwymiarowej płaskiej płycie.
2. Komorę parową można wykorzystać do modułów oświetleniowych.
Odp.: Prosta struktura geometryczna – kształty geometryczne są zazwyczaj kwadratowe i okrągłe
B: Powierzchnia nie ulega łatwemu odkształceniu – komora parowa ma tolerancję do 0,2 mm.
C: Gdy radiator będzie wystarczający, różnica temperatur będzie mniejsza – gdy radiator rozproszy ciepło, zmiana temperatury będzie bardzo mała.
D: Komora parowa może jedynie rozwiązać problem wymiany ciepła, ponieważ jej prędkość wymiany ciepła jest bardzo duża, ale nadal trzeba dodać aluminiowy radiator, aby uzyskać rozpraszanie ciepła.
Eksperyment kontrastowy
Eksperyment 1-Umieść diodę LED na aluminiowym radiatorze, zapalaj przez 10 minut, a następnie dmuchaj wentylatorem na prąd stały przez 5 minut.
(Aluminiowy radiator)
Eksperyment 2-Umieść diodę LED w komorze parowej i aluminiowym radiatorze, zapalaj przez 10 minut, a następnie przedmuchaj wentylatorem na prąd stały przez 5 minut.
(Komora parowa na aluminiowym radiatorze)
Dioda LED o mocy 12W
Wyniki eksperymentu na podczerwień 1 (używaj wyłącznie radiatora aluminiowego)
1-1: 58 stopni,1-2: 29 stopni,1-3: 28,2 stopnia
Wyniki eksperymentu na podczerwień 2 (komora parowa + aluminiowy radiator)
2-1: 55,2 stopnia,2-2: 31,2 stopnia,2-3: 29,2 stopnia
Podsumowanie eksperymentu:
Temperatura powierzchni w eksperymencie 2 jest o 3 stopnie niższa niż w eksperymencie 1.
Komora parowa poprawia efekt przenoszenia ciepła przez diodę LED.
Opór cieplny 10W
Wyniki eksperymentu na podczerwień 1 (używaj wyłącznie radiatora aluminiowego)
1-1 : 80,4 stopnia 1-2 : 57,6 stopnia 1-3 : 55,5 stopnia
Wyniki eksperymentu na podczerwień 2 (komora parowa + aluminiowy radiator)
2-1 : 67,1 stopnia 2-2 : 57,6 stopnia 2-3 : 56,2 stopnia
Podsumowanie eksperymentu:
Temperatura powierzchni chipa w eksperymencie 2 była niższa niż w eksperymencie 1 13,3 stopnia. Komora parowa rzeczywiście poprawiła przewodzenie ciepła chipa i zmniejszyła opór cieplny.
Natychmiastowy opór termiczny 10 W
Wyniki eksperymentu na podczerwień 1 (używaj wyłącznie radiatora aluminiowego)
{{0}}: 29,5 stopnia 1-2 :30,0 stopnia 1-3 : 30,1 stopnia
Wyniki eksperymentu na podczerwień 2 (komora parowa + aluminiowy radiator)
2-1 : 31,5 stopnia 2-2 :32,2 stopnia 2-3 : 32,2 stopnia
Podsumowanie eksperymentu:
Eksperyment 2 z użyciem komory parowej jest znacznie lepszy niż eksperyment 1 pod względem temperatury chipa i utrzymuje zmianę temperatury wynoszącą 13-15oC podczas pracy przez 1-10 minut. Oznacza to, że zastosowanie komory parowej może zmniejszyć opór cieplny pomiędzy chipem a radiatorem, może obniżyć temperaturę złącza w tych samych warunkach włączenia.
Wniosek eksperymentalny: komora parowa poprawia przewodnictwo cieplne chipa i zmniejsza opór cieplny
Jak zastosować komorę parową na diodach LED dużej mocy?
Rozwiązanie A: Wiele chipów LED jest bezpośrednio uszczelnionych i zamontowanych w komorze parowej
Eksperyment porównawczy diod LED dużej mocy (wielochipowy 50 W przylutowany bezpośrednio do komory parowej) i (wielochipowy 50 W przylutowany bezpośrednio do płytki miedzianej)
(wielochipowy 50W przylutowany bezpośrednio do komory parowej)
(wielochipowy układ o mocy 50 W przylutowany bezpośrednio do miedzianej płytki)
Dane eksperymentalne
(kanał 0~3: temperatura chipa, kanał 4~5: temperatura radiatora)
Temperatura chipa w komorze parowej jest o 30 stopni niższa niż w przypadku płyty miedzianej
Komora parowa może obniżyć temperaturę diody LED. Gdy do odprowadzania ciepła używany jest ten sam radiator, różnica temperatur wynosi około 30 stopni.
Komora parowa może zapewnić, że temperatura każdego chipa na płycie będzie taka sama. Jeśli do rozpraszania ciepła zostanie użyta płyta miedziana, temperatura centralnego chipa będzie znacznie wyższa niż otaczających go, co wpłynie na żywotność chipa.
Zalety bezpośredniego lutowania chipów LED w komorze parowej:
1. Zmniejsz temperaturę złącza chipa i wydłuż żywotność chipa
2. Może sprawić, że chip będzie bardziej skupiony, co będzie lepsze dla ogólnego projektu lampy
3. Umożliwić pakowanie wielochipowe o dużej mocy
Rozwiązanie B: Wydrukuj płytkę drukowaną na komorze parowej i zainstaluj diodę LED w komorze parowej za pomocą technologii SMT (technologia montażu powierzchniowego).
Prototyp serii chipów Cree XRE nałożony na komorę parową
Za pomocą SMT dane testowe dotyczące rozpraszania ciepła pomiędzy komorą parową a płytą aluminiową
Komora parowa zapewnia bardziej równomierne odprowadzanie ciepła i szybsze przewodzenie.
Z dwóch testów wiemy, że:
Komora parowa wytrzymuje 170 stopni
Komora parowa nie ma ograniczeń co do kształtu
Rozpraszanie ciepła w komorze parowej odbywa się poprzez otwory kapilarne
Grubość komory parowej co najmniej 3 MM
MBTF komory parowej przekracza 86400 godzin.
Komora parowa może wytrzymać ponad 200 szoków termicznych od -40 stopnia do 110 stopni
Popularne Tagi: Podstawowa wiedza i test wydajności komory parowej, Chiny, dostawcy, producenci, fabryki, dostosowane, bezpłatne próbki, wyprodukowane w Chinach, Zabocze związane, Zimny wykuty radiator, Rura cieplna, Ultra cienkoboczna komora pary, Radiator z komory oparowej, Rozczochrowanie komory pary
