《電子技術應用》
您所在的位置:首頁 > 顯示光電 > 設計應用 > 這個夏天不在“熱”-LED散熱新技術
這個夏天不在“熱”-LED散熱新技術
摘要: 該技術命名為“微槽群復合相變集成冷卻技術”。該技術已經成功應用LED燈上,LED芯片的熱量能瞬間分布在整個散熱空間中,延長了LED燈的壽命提高了發光效率。
Abstract:
Key words :

         LED燈中的LED芯片是熱流密度很大的電子元件,它們在運行過程中,由于其靜態與動態的損耗,產生大量的多余熱量,通過散熱系統發散到外部,維持其工作溫度的穩定。目前LED的發光效率還是比較低,從而引起結溫升高,壽命降低。為了降低結溫以提高壽命就必須十分重視散熱的問題。LED的散熱設計必須從芯片開始一直到整個散熱器,每一個環節都要給于充分的注意。任何一個環節設計不當都會引起嚴重的散熱問題。所以對散熱的設計必須給以充分的重視。

        高性能微槽群復合相變傳熱技術,滿足大功率LED照明的散熱要求,該技術命名為“微槽群復合相變集成冷卻技術”。該技術已經成功應用LED燈上,LED芯片的熱量能瞬間分布在整個散熱空間中,延長了LED燈的壽命提高了發光效率。

        一、微槽群復合相變集成冷卻技術:

        LED芯片所產生的熱量最后總是通過燈具的外殼散到空氣中去。普遍的散熱是:LED芯片所產生的熱,從它的金屬散熱塊出來,先經過焊料到鋁基板的PCB,再通過導熱膠才到鋁散熱器。LED燈具的散熱實際上包括導熱和散熱兩個部分。有一個概念先要搞清楚,就是導熱和散熱的區別。導熱就是要把熱量最快地從發熱源傳送到散熱器表面,而散熱則是要把熱量從散熱器表面散發到空氣中去。首先要把熱最快的導出來,然后要最有效地散到空氣里去。傳統的散熱器的熱沉是鋁翅片,我們的熱沉是:微槽群相變技術。

         微槽群相變冷卻技術是依靠技術手段(如設備結構:微槽等手段)把密閉循環的冷卻介質(若介質為水)變為納米數量級的水膜,水膜越薄,遇熱蒸發能力越強,潛熱交換能力越強,大功率電子器件的熱量被蒸氣帶走。

        冷卻器系統組成及工作原理:

        1、 冷卻器的組成:

         系統主要由四部分組成,即取熱器、冷凝器、輸送管路、取熱介質(如水、乙醇等)。
取熱器一般情況下用進口鋁合金制作,板內腔有許多微米數量級的槽道,其作用是把取熱介質(如水)按設計要求變成所需的液膜,發熱功率器件與鋁合金表面緊密接觸,其熱能通過鋁熱傳導給液膜,液膜瞬間汽化,把熱能通過管路送到冷凝器冷卻。因取熱器的取熱能力很強,其導熱系數大于106 W/(m*℃),所以取熱器的體積可以做到很小。

         冷凝器一般情況下用進口鋁合金制作,板內腔有許多毫米數量級的槽道,鋁合金板外有肋片,取熱介質通過管路送來熱能由它負責與室外空氣進行對流換熱和輻射換熱,取熱介質的熱能通過冷凝器釋放,由汽態變液態,液態的取熱介質通過自身的重力作用又回到了取熱器里,準備下一次熱能交換循環。

       2、工作原理:

        在毛細微槽群復合相變取熱器內表面加工許多微槽道,形成微槽群結構,利用微細尺度復合相變強化換熱機理,實現在狹小空間內,對小體積的高熱流密度及大功率的器件的高效率地取熱。毛細微槽群復合相變取熱器取出的熱量由蒸汽經蒸汽回路輸運到遠程的高效微結構凝結器中,在微結構冷凝器內微細尺度凝結槽群結構表面上進行高強度微尺度蒸汽凝結放熱。冷凝器凝結所釋放的熱量可迅捷地擴散到微細尺度凝結槽群結構表面,并經壁面向外傳導到微結構冷凝器的外壁的肋表面上,通過與外界環境進行對流換熱將熱量釋放到環境中去。凝結液通過凝結液體回路,在壓力梯度作用流回到微槽群復合相變取熱器。從而實現系統自身取熱與放熱的高效率、無功耗的封閉循環,達到器件冷卻的目的。微槽群復合相變取熱器的取熱面與電力電子器件緊密接觸,其內表面刻有許多復合相變微槽道,集成為復合相變微槽群。微槽群復合相變取熱器中有少量的具有一定汽化潛熱的液體工質。液體工質在微槽群自身結構所形成的毛細壓力梯度的作用下沿微槽流動,同時在微槽中形成擴展彎月面薄液膜蒸發和厚液膜核態沸騰的高強度微細尺度復合相變強化換熱過程,使液體工質變成蒸汽,利用汽化潛熱帶走電力電子器件工作時產生的巨大熱量,從而將器件的工作溫度降低并控制在理想的范圍內。微槽群復合相變冷卻系統由小尺寸取熱元件(微槽群復合相變取熱器)、熱量及流體輸運管路、遠程放熱元件(遠程微結構凝結器)部分構成。其中,熱量及流體輸運管路包括輸運熱量的蒸汽回路和輸運凝結液的凝結液回路兩部分,分別將微槽群復合相變取熱器和遠程微結構凝結器連接起來,形成一個對外封閉的微負壓循環系統。微槽群復合相變取熱器取出的巨大熱量由蒸汽在系統的蒸發與凝結壓差作用下經蒸汽回路輸運到遠程微結構凝結器中,在微結構凝結器內腔中的微細尺度凝結槽群結構表面上進行高強度微尺度蒸汽凝結放熱。蒸汽凝結所釋放的熱量由微細尺度凝結槽群結構表面經壁面向外傳導到微結構凝結器外壁的肋表面上或外壁上的冷卻水通道群中(注:微結構凝結器壁面將外界環境和冷卻水與微結構凝結器內部隔開,外界環境和冷卻水與微結構凝結器中的凝結液不接觸),通過與外界環境進行的空氣(自然或強制)對流換熱或與冷卻水通道群中的冷卻水進行單相強制對流換熱,最終散失到外界環境中。而凝結液則通過凝結液回路,借助于重力和系統微細尺度槽群結構所產生的壓力梯度作用,流回到微槽群復合相變取熱器中。從而整個系統按照由微槽群復合相變取熱器、蒸汽回路、遠程微結構凝結器、凝結液回路再回到微槽群復合相變取熱器的順序形成一個具有工質單向性流動的、液-汽-液相變取熱和放熱模式的無功耗循環(被動式循環),達到使發熱的大功率電力電子器件冷卻的目的。圖1 為冷卻系統示意圖。

 


                              圖1 微槽群復合相變冷卻系統結構示意圖。

             3、 與熱管的區別

            形式上與熱管相似,但在換熱機理、結構和性能等方面有本質不同:
1.采用強大的微細尺度復合相變強化換熱機理;熱管僅為普通的液膜蒸發;
2.無熱管固有的沸騰、挾帶、毛細管力等諸多傳熱極限;
3.無熱管大功率散熱時的高接觸熱阻與導熱熱阻以及裝置笨重復雜問題;
4.無熱管啟動與工作穩定性方面的問題;
 5.同等溫度下的單位面積取熱能力比熱管高出約100倍,且系統簡潔、輕巧和緊湊。

        二、微槽群復合相變LED大功率光源冷卻器的特點:

         1、超導熱能力:

          微槽群復合相變冷卻技術具有超導熱能力,其導熱能力是鋁基板的10000倍,該技術能把LED芯片的熱量及時送到面積無限大鋁基板各個散熱面上。

          導熱系數大于106 W/(m*℃)。銅是優良導體,也是優良導熱體,銅的導熱系數約為400 W/(m*℃);MGCP導熱能力與銅比,具有超導熱性質。用一根長60cm、直徑1.3cm的實心銅棒在100℃工作溫度下輸送200W的熱能量,銅棒兩端溫度差高達70℃;用上述銅棒重量的一半做成MGCP取熱器,也在100℃工作溫度下輸送200W的熱能量,熱輸送距離也是60cm遠,其溫度只降了0.5℃,實驗表明MGCP技術具有超導熱能力。

        2、冷卻能力超強:

        取熱熱流密度已達400W/ ,其能力比水冷高1000倍,比熱管高約100倍。取熱能力比強制水冷高100倍,比強制風冷高1000倍。

         1個標準大氣壓下,水的沸點是100℃,1Kg水從99℃升溫到100℃,需要的熱能量為4200焦爾;1Kg的100℃水吸熱變100℃的蒸氣,溫度沒有變化,但是吸取的熱量為2260000焦爾。水冷為顯熱交換,換熱熱量低,MGCP技術是潛熱交換,換熱能力超強。1Kg水升溫1℃只需4200焦爾熱量,1Kg的100℃水吸熱變100℃的蒸氣,溫度沒有變化,但是吸取的熱量為2260000焦爾,兩者吸取的熱量相差500多倍,因此,兩者換熱能力有巨大差別。

          3、無功耗冷卻:

         被動式散熱,無需風扇或水泵,無冷卻用能耗,無動力運行,節能。MGCP技術是巧妙利用大功率電力電子器件發熱的能量使取熱介質蒸發產生動能和勢能,蒸氣流動到冷凝器放熱冷凝成液體,借助取熱器微槽群的毛細力和液體重力回流到與大功率電力電子器件緊貼的取熱器,從而實現無外加動力的閉式散熱循環。

       4、重量輕、體積小:
       重量不到現有散熱器的25%,體積可小到20%以下。

       5、可靠性高:
       裝置簡潔緊湊,工作穩定,無啟動問題,可靠性遠高于風扇、水冷和熱管散熱器。

         6、成本低、環保:
         產品成本小于風扇、水冷和熱管的散熱器;相變工質環境友好,量少無消耗。

         7、余熱利用
         大功率電力電子器件發的熱量(廢熱)能變為50℃~60℃熱水供日常生活用,取代電熱水器,實現節能。

        LED照明技術仍然在飛速的向前發展,隨著技術的進步,微槽群復合相變技術已經成熟,在中國有很多LED照明企業都在陸續投入使用,相信在不久的將來,這項技術會走進更多再為散熱問題苦惱的大功率LED照明廠商,真正解決散熱問題。


 

此內容為AET網站原創,未經授權禁止轉載。
亚洲一区二区欧美_亚洲丝袜一区_99re亚洲国产精品_日韩亚洲一区二区
亚洲精品一区中文| 午夜亚洲一区| 午夜在线精品| 亚洲在线视频| 99精品99久久久久久宅男| 亚洲国产欧美一区二区三区久久 | 亚洲欧美精品在线| 中文无字幕一区二区三区| 99在线精品视频在线观看| 日韩视频免费观看高清完整版| 亚洲激情av| 最新高清无码专区| 亚洲欧洲精品一区二区三区| 久久精品国产亚洲5555| 欧美在线免费看| 久久成人精品视频| 亚洲高清色综合| 亚洲激精日韩激精欧美精品| 亚洲人精品午夜| 99热这里只有精品8| 中文久久精品| 午夜精品亚洲| 久久精品国产综合精品| 久久久青草青青国产亚洲免观| 久久久精品国产99久久精品芒果| 久久久成人精品| 免费短视频成人日韩| 欧美激情视频在线播放| 欧美欧美天天天天操| 欧美视频国产精品| 国产精品试看| 国产一区二区三区在线免费观看| 激情欧美一区二区| 亚洲国产天堂久久综合网| 99re6这里只有精品| 亚洲午夜影视影院在线观看| 午夜精品久久久久影视| 久久精品夜色噜噜亚洲aⅴ| 91久久香蕉国产日韩欧美9色| 亚洲精品极品| 亚洲无线一线二线三线区别av| 亚洲欧美日韩综合| 久久久久久穴| 欧美久久电影| 国产乱码精品一区二区三区av| 国产视频久久久久| 亚洲第一主播视频| 中文精品视频| 久久精品国产视频| 一区二区成人精品| 性欧美18~19sex高清播放| 久久久久欧美精品| 欧美精品91| 国产欧美韩国高清| 亚洲福利在线观看| 亚洲一区二区3| 亚洲电影av| 亚洲视频专区在线| 久久久www成人免费无遮挡大片| 欧美成人免费网站| 国产精品乱人伦中文| 尤物在线精品| 亚洲先锋成人| 亚洲人永久免费| 午夜视频在线观看一区二区三区| 久久亚洲精品伦理| 欧美日韩一区二区三区高清| 国产日韩一区| 日韩视频中文| 久久国产精品99国产| 一本色道久久99精品综合| 性色av香蕉一区二区| 欧美国产日韩一区二区在线观看| 国产精品美女xx| 亚洲国产天堂网精品网站| 性8sex亚洲区入口| 中国av一区| 老司机午夜免费精品视频| 欧美手机在线视频| 曰韩精品一区二区| 亚洲一区二区三区免费视频| 日韩视频免费看| 久久裸体艺术| 国产精品爽爽爽| 亚洲裸体俱乐部裸体舞表演av| 欧美在线免费观看亚洲| 午夜精品福利电影| 欧美日韩免费高清| 亚洲福利在线视频| 久久精品99国产精品酒店日本| 亚洲一级高清| 欧美精品一区二区三区视频| 国产一区美女| 亚洲综合日本| 亚洲一区二区在线视频| 欧美激情无毛| 伊人久久大香线蕉综合热线| 亚洲欧美日韩高清| 亚洲自拍16p| 欧美理论视频| 亚洲国产精品久久久久| 久久国产综合精品| 久久av在线看| 国产伦精品免费视频| 在线视频精品| 中国日韩欧美久久久久久久久| 免费一区二区三区| 激情视频亚洲| 亚洲高清影视| 免费黄网站欧美| 一区二区三区在线观看国产| 欧美一区二区女人| 久久精品av麻豆的观看方式 | 在线观看欧美日本| 久久精品国产一区二区三区免费看 | 亚洲国产精品va在线看黑人| 欧美影院在线播放| 国产精品自在欧美一区| 亚洲在线网站| 午夜伦欧美伦电影理论片| 国产精品av一区二区| 亚洲每日更新| 中文亚洲免费| 国产精品高潮呻吟久久av黑人| 艳妇臀荡乳欲伦亚洲一区| 亚洲一卡久久| 国产精品久久久久aaaa樱花| 一本久道久久久| 亚洲制服欧美中文字幕中文字幕| 欧美午夜精品久久久久久人妖| 日韩视频免费| 亚洲午夜av| 欧美性生交xxxxx久久久| 亚洲午夜一区二区三区| 香蕉久久夜色精品国产| 国产精品视频一二三| 午夜精品免费在线| 日韩香蕉视频| 欧美日韩中字| 一区二区三区精品视频| 亚洲综合色丁香婷婷六月图片| 国产精品va在线| 亚洲男人的天堂在线| 久久国产成人| 国产在线播精品第三| 亚洲国产综合在线看不卡| 女仆av观看一区| 亚洲精品视频一区| 亚洲一区在线直播| 国产欧美一区二区精品性色| 久久av二区| 欧美激情a∨在线视频播放| 亚洲靠逼com| 亚洲嫩草精品久久| 国产视频在线观看一区| 亚洲第一在线视频| 欧美伦理视频网站| 亚洲一区三区视频在线观看| 久久se精品一区精品二区| 精品成人一区二区三区四区| 亚洲乱码日产精品bd| 欧美午夜不卡在线观看免费| 亚洲欧美成人一区二区在线电影| 久久久久国产精品一区三寸| 亚洲成人在线视频播放| 一区二区三区毛片| 国产日韩一区欧美| 亚洲精品国精品久久99热| 欧美视频在线观看| 欧美在线精品一区| 欧美日产国产成人免费图片| 亚洲午夜未删减在线观看| 久久久精品tv| 日韩视频二区| 久久久91精品国产一区二区三区| 亚洲国产精品免费| 亚洲欧洲99久久| 在线观看亚洲a| 亚洲男人第一av网站| 一区免费在线| 亚洲专区国产精品| 亚洲丁香婷深爱综合| 亚洲一区二区欧美日韩| 国产主播一区二区| 中文精品视频一区二区在线观看| 国产亚洲欧美一区| 亚洲色图制服丝袜| 黄色免费成人| 亚洲欧美另类久久久精品2019| 精东粉嫩av免费一区二区三区| 亚洲一区二区精品在线观看| 在线高清一区| 午夜精品视频在线| 亚洲精品网址在线观看| 久久精品伊人| 一区二区三区四区五区视频 | 韩国视频理论视频久久| 亚洲视频欧洲视频| 在线免费高清一区二区三区| 欧美一区二区三区日韩|