¿Por qué las lámparas LED son más grandes que las lámparas tradicionales?

¿Por qué las lámparas LED son más grandes que las lámparas tradicionales?

Principalmente debido a la tecnología de refrigeración LED.La disipación de calor es un factor importante que afecta la intensidad de iluminación de las lámparas LED.El disipador de calor puede resolver el problema de disipación de calor de las lámparas LED de baja iluminación.Un disipador de calor no puede resolver el problema de disipación de calor de las lámparas LED de 75W o 100W.Para lograr la intensidad de iluminación deseada, se deben usar técnicas de enfriamiento activo para tener en cuenta el calor liberado por los componentes de la luminaria LED.Algunas soluciones de refrigeración activa, como los ventiladores, no duran tanto como los dispositivos LED.Para proporcionar una solución práctica de enfriamiento activo para luminarias LED de alto brillo, la tecnología de enfriamiento debe ser de bajo consumo de energía;adecuado para luminarias pequeñas;y tienen una vida útil similar o más larga que la fuente de luz.

En términos generales, los radiadores se pueden dividir en enfriamiento activo y enfriamiento pasivo según la forma de eliminar el calor del radiador.

La disipación de calor pasiva significa que el calor de la fuente de luz LED de la fuente de calor se disipa naturalmente en el aire a través del disipador de calor.El efecto de disipación de calor es proporcional al tamaño del disipador de calor, pero debido a que disipa el calor de forma natural, el efecto se reduce, por supuesto, en gran medida.Se suele utilizar en aquellos que no requieren espacio.Por ejemplo, algunas placas base populares también adoptan enfriamiento pasivo en el puente norte y la mayoría de ellas adoptan enfriamiento activo.El enfriamiento activo es forzado por dispositivos de enfriamiento como ventiladores.Se elimina el calor emitido por el disipador de calor, que se caracteriza por una alta eficiencia de disipación de calor y un tamaño pequeño del dispositivo.

El enfriamiento activo se puede dividir en enfriamiento por aire, enfriamiento por líquido, enfriamiento por tubería de calor, enfriamiento por semiconductores, enfriamiento químico, etc.La disipación de calor por aire enfriado por aire es el método de disipación de calor más común y, en comparación, también es un método más económico.El enfriamiento por aire es esencialmente el uso de un ventilador para eliminar el calor absorbido por el radiador.Tiene las ventajas de un precio relativamente bajo y una instalación conveniente.Sin embargo, depende en gran medida del medio ambiente.Por ejemplo, cuando la temperatura sube y el overclocking, su rendimiento de enfriamiento se verá muy afectado.

En la actualidad, la disipación de calor de las lámparas LED incluye principalmente los siguientes métodos:

1. Refrigeración líquida

La disipación de calor refrigerada por líquido es la circulación forzada de líquido para eliminar el calor del radiador bajo el impulso de la bomba.Comparado con el enfriado por aire, tiene las ventajas de tranquilidad, enfriamiento estable y menor dependencia del medio ambiente.El precio de la refrigeración líquida es relativamente alto y la instalación es relativamente problemática.Al mismo tiempo, intente instalar de acuerdo con el método indicado en el manual para obtener el mejor efecto de disipación de calor.Por razones de costo y facilidad de uso, la disipación de calor enfriada por líquido generalmente usa agua como líquido de transferencia de calor, por lo que los radiadores enfriados por líquido a menudo se denominan radiadores enfriados por agua.

2. Tubo de calor

Un tubo de calor es un elemento de transferencia de calor, que aprovecha al máximo el principio de conducción de calor y las propiedades de transferencia de calor rápido del medio de refrigeración, y transfiere calor a través de la evaporación y condensación del líquido en el tubo de vacío completamente cerrado.El área de transferencia de calor en ambos lados de los lados frío y caliente se puede cambiar arbitrariamente, se puede controlar la transferencia de calor a larga distancia y la temperatura.ventaja.Su conductividad térmica supera con creces la de cualquier metal conocido.

3. Refrigeración de semiconductores

La refrigeración de semiconductores consiste en utilizar una hoja especial de refrigeración de semiconductores para generar una diferencia de temperatura cuando se activa para enfriar.Siempre que el calor en el lado de alta temperatura se pueda disipar de manera efectiva, el lado de baja temperatura se enfría continuamente.Se genera una diferencia de temperatura en cada partícula semiconductora, y una lámina refrigerante se compone de docenas de dichas partículas en serie, formando así una diferencia de temperatura entre las dos superficies de la lámina refrigerante.Usando este fenómeno de diferencia de temperatura, con refrigeración por aire/refrigeración por agua para enfriar el extremo de alta temperatura, se puede obtener un excelente efecto de disipación de calor.La refrigeración de semiconductores tiene las ventajas de una temperatura de refrigeración baja y una alta fiabilidad.La temperatura de la superficie fría puede llegar a menos de 10 °C, pero el costo es demasiado alto y puede causar un cortocircuito debido a una temperatura demasiado baja, y la tecnología actual de refrigeración de semiconductores es inmadura e insuficiente.práctico.

4. Refrigeración química

La llamada refrigeración química consiste en usar algunos productos químicos de temperatura ultrabaja y usarlos para absorber una gran cantidad de calor cuando se derriten para reducir la temperatura.El uso de hielo seco y nitrógeno líquido es más común en este sentido.Por ejemplo, el uso de hielo seco puede reducir la temperatura por debajo de menos 20 °C, y algunos jugadores más 'pervertidos' usan nitrógeno líquido para reducir la temperatura de la CPU por debajo de menos 100 °C (teóricamente), por supuesto, debido a la Precio alto y duración demasiado corta, este método es más común en el laboratorio o en los entusiastas del overclocking extremo.

Elección del material de disipación de calor.En términos generales, los radiadores enfriados por aire ordinarios eligen naturalmente el metal como material del radiador.Para el material seleccionado, se espera que tenga un alto calor específico y una alta conductividad térmica.La plata y el cobre son los mejores materiales térmicamente conductores, seguidos del oro y el aluminio.Pero el oro y la plata son demasiado caros, por lo que actualmente los disipadores de calor están hechos principalmente de aluminio y cobre.En comparación, tanto el cobre como las aleaciones de aluminio tienen sus propias ventajas y desventajas: el cobre tiene una buena conductividad térmica, pero es costoso, difícil de procesar, pesado y la capacidad calorífica de los radiadores de cobre es pequeña y fácil de oxidar..Por otro lado, el aluminio puro es demasiado blando para usarse directamente.Solo se utilizan aleaciones de aluminio para proporcionar suficiente dureza.Las ventajas de las aleaciones de aluminio son el bajo precio y el peso ligero, pero la conductividad térmica es mucho peor que la del cobre.Por lo tanto, en la historia del desarrollo de los radiadores, también han aparecido los siguientes materiales:

1. Disipador de calor de aluminio puro

El radiador de aluminio puro es el radiador más común en los primeros días.Su proceso de fabricación es simple y el costo es bajo.Hasta ahora, el radiador de aluminio puro todavía ocupa una parte considerable del mercado.Para aumentar el área de disipación de calor de sus aletas, el método de procesamiento más utilizado para los radiadores de aluminio puro es la tecnología de extrusión de aluminio, y los principales indicadores para evaluar un radiador de aluminio puro son el grosor de la base del radiador y la relación Pin-Fin. .Pin se refiere a la altura de las aletas del disipador de calor y Fin se refiere a la distancia entre dos aletas adyacentes.La relación Pin-Fin es la altura del Pin (excluyendo el grosor de la base) dividida por la aleta.Cuanto mayor sea la relación Pin-Fin, mayor será el área efectiva de disipación de calor del radiador y más avanzada será la tecnología de extrusión de aluminio.

2. Disipador de calor de cobre puro

La conductividad térmica del cobre es 1,69 veces mayor que la del aluminio, por lo que, en igualdad de condiciones, un disipador de calor de cobre puro puede quitar el calor de la fuente de calor más rápido.Sin embargo, la textura del cobre es un problema.Muchos 'radiadores de cobre puro' anunciados no son realmente 100% cobre.En la lista de cobre, el cobre con un contenido de cobre de más del 99% se llama cobre libre de ácido, y el siguiente grado de cobre es el cobre Dan con un contenido de cobre de menos del 85%.La mayoría de los disipadores de calor de cobre puro en el mercado actualmente tienen un contenido de cobre entre los dos.El contenido de cobre de algunos radiadores inferiores de cobre puro no es ni siquiera del 85%.Aunque el costo es muy bajo, su conductividad térmica se reduce considerablemente, lo que afecta la disipación de calor.Además, el cobre también tiene deficiencias obvias, como un alto costo, un procesamiento difícil y demasiada masa del disipador de calor, lo que dificulta la aplicación de disipadores de calor totalmente de cobre.La dureza del cobre rojo no es tan buena como la de la aleación de aluminio AL6063, y el rendimiento de algunos procesos mecánicos (como el ranurado) no es tan bueno como el del aluminio;el punto de fusión del cobre es mucho más alto que el del aluminio, lo que no conduce a la extrusión y otros problemas.

3. Tecnología de unión de cobre y aluminio.

Después de considerar las deficiencias respectivas del cobre y el aluminio, algunos radiadores de alta gama en el mercado a menudo utilizan procesos de fabricación combinados de cobre y aluminio.Estos disipadores de calor suelen utilizar bases metálicas de cobre, mientras que las aletas del disipador de calor están fabricadas en aleación de aluminio.Por supuesto, además de la base de cobre, también existen métodos como el uso de pilares de cobre para el disipador de calor, que también es el mismo principio.Con alta conductividad térmica, la superficie inferior de cobre puede absorber rápidamente el calor liberado por la CPU;las aletas de aluminio se pueden hacer en la forma más favorable para la disipación de calor por medio de procesos complejos y proporcionan un gran espacio de almacenamiento de calor y lo liberan rápidamente.Se ha encontrado un equilibrio en todos los aspectos.

Para mejorar la eficiencia luminosa y la vida útil de los LED, resolver el problema de la disipación de calor de los productos LED es uno de los temas más importantes en esta etapa.Por lo tanto, el uso de la litografía de luz amarilla para fabricar sustratos disipadores de calor cerámicos de película delgada se convertirá en uno de los catalizadores importantes para promover la mejora continua de los LED de alta potencia.