改良されたデザイン
従来の放熱技術は、アクティブ放熱とパッシブ放熱に分けられます。 ヒートシンクは受動的な熱放散に属します。つまり、熱を放散するために空気の自然対流に依存しますが、能動的な熱放散にはヒートパイプ、熱電冷却技術、ナノ熱伝達技術、マイクロスプレー熱放散技術、マイクロチャネル熱放散が含まれます。 技術、ファン、温度プレート、冷却プレートなど。ランプの放熱構造を改善するアイデアは次のとおりです。まず、回路基板をくり抜くことができ、次にヒートシンクのサイズが最適化されます。 最後に、放熱プロセスに対するインターフェース材料の影響を調査し、ヒートシンクにヒートパイプを取り付け、ファンを追加し、ヒートシンクを温度調整プレート材料に変更します。 これらのスキームのシミュレーション結果を比較および分析した後、この研究では実行可能な提案を提示しています。
回路基板のくりぬき方式
改善された設計は、LED放熱設計の一般的な原則に従う必要があります。構造層が小さいほど、層の厚さが厚ければ厚いほど、層の厚さが厚くなります。 層の面積が大きいほど、材料の熱伝導率は高くなります。 LEDランプの場合、ヒートシンクとヒートシンクを直接接続するために回路基板がくり抜かれているため、回路基板層と熱シリカ層が削減され、熱伝導に有利です。
改良されたサーマルネットワークモデルにより、ボード層とサーマルグリース層が削減されます。 熱伝導ラインは、チップ-熱伝導グリース-銅ヒートシンク-熱シリカゲル-ヒートシンク-環境です。
LEDチップのレイアウトが一貫していないため、LEDチップと接触しているさまざまな部品の温度分布は均一ではありません。 また、各層の温度場分布は均一ではないため、隣接する部分の温度が重なることがあり、各層の温度帯域はその部分の最高温度と最低温度の差を使用します。
シミュレーション結果から、接合部温度は51.1226°Cとして読み取ることができます。これは、変更されていないモデル温度よりもはるかに低く、許容範囲内で、改善された放熱構造は放熱要件を満たし、改善の実現可能性を証明します放熱構造。 セックス。
ヒートシンクの最適化
現在、高出力LEDランプに最もよく使用されている放熱技術はヒートシンクです。ヒートシンクは、大きな熱放散面積を使用して熱を対流させます。 ヒートシンクの場合、形状、処理、サイズ、および材料は、放熱を決定するいくつかの重要な要素です。 以下は、主にヒートシンクのサイズを最適化するためのものです。
ヒートパイプソリューションを追加する
ヒートパイプは優れた熱伝導部品です。 外側は銅の壁です。 内部には液体吸収コアと凝縮液があります。 液相と気相の周期的な変化により、LEDから放出された熱は外部に放出されて放散されます。 LEDへのヒートパイプの適用にはさまざまな形態があり、LEDチップはヒートパイプのヒートパイプ端の上部に直接取り付けるか、平板タイプまたはループタイプに加工することができます。 ヒートパイプの特徴は、熱を遠隔地に容易に放散できる場所に伝達できることです。これは、実際の用途では便利で柔軟です。
シミュレーション結果は、ヒートパイプを取り付けた後、チップの接合部温度が2.24°C低下することを示しています。 ヒートパイプの設置は、接合部温度の低下に有益であることがわかります。 将来の研究作業では、ジャンクション温度の低下を実現するために、ヒートパイプの設置位置またはサイズを変更しようとすることも可能です。 将来の研究作業では、ヒートパイプの設置位置またはサイズを変更して取得することもできます
インターフェース材料の最適化
熱抵抗は、熱伝達をブロックする能力を反映する包括的なパラメーターであり、これは温度差と熱流路での消費電力の比に等しく、K / W単位です。 熱が熱伝導によって物体内部に伝達される場合、発生する熱抵抗力の比率はK / Wで表されます。 熱伝導によって物体内部で熱が伝達されると、発生する熱抵抗は熱抵抗と接触します。 ランプの製造プロセスでは、接触熱抵抗を減らすために熱シリカゲルや銀糊などの界面材料が使用されますが、界面材料自体は熱伝導率が高くないため、熱伝達プロセスでボトルネックが発生します。 この熱現象に対応して、この研究ではチップと銅ベースの間の界面材料を研究し、熱伝導率の異なるいくつかの界面材料を選択して熱分布をシミュレートしました。
インターフェース材料の熱伝導率はわずかに増加し、接合部温度は大幅に低下します。 したがって、インターフェース材料の熱伝導率を上げると、LEDの熱放散に大きな影響があります。 より良いインターフェース材料の設計と選択により多くのエネルギーを投入して、低減する必要があります。インターフェース材料は、この熱ボトルネックの影響です。