Warum sind LED-Leuchten größer als herkömmliche Leuchten?
Hauptsächlich wegen der LED-Kühltechnologie. Die Wärmeableitung ist ein wesentlicher Faktor, der die Beleuchtungsstärke von LED-Licht beeinflusst. Der Kühlkörper kann das Wärmeableitungsproblem von LED-Licht mit geringer Beleuchtung lösen. Ein Kühlkörper kann das Wärmeableitungsproblem von 75-W- oder 100-W-LED-Licht nicht lösen. Um die gewünschte Beleuchtungsintensität zu erreichen, müssen aktive Kühltechniken eingesetzt werden, um die von den LED-Leuchtenkomponenten freigesetzte Wärme zu berücksichtigen. Einige aktive Kühllösungen wie Lüfter halten nicht so lange wie LED-Leuchten. Um eine praktische aktive Kühllösung für -LED-Leuchten mit hoher Helligkeit bereitzustellen, muss die Kühltechnologie einen niedrigen Energieverbrauch haben; geeignet für kleine Leuchten; und haben eine ähnliche oder längere Lebensdauer wie die Lichtquelle.
Radiatoren können im Allgemeinen nach der Art der Wärmeabfuhr aus dem Radiator in aktive Kühlung und passive Kühlung eingeteilt werden.
Passive Wärmeableitung bedeutet, dass die Wärme der Wärmequelle LED-Lichtquelle durch den Kühlkörper auf natürliche Weise an die Luft abgegeben wird. Der Wärmeableitungseffekt ist proportional zur Größe des Kühlkörpers, aber da er die Wärme auf natürliche Weise abführt, wird der Effekt natürlich stark reduziert. Es wird oft bei denen verwendet, die keinen Platz benötigen. Beispielsweise verwenden einige beliebte Motherboards auch eine passive Wärmeableitung auf der Nordbrücke, und die meisten von ihnen verwenden eine aktive Wärmeableitung. Aktive Wärmeableitung wird durch Kühlvorrichtungen wie Lüfter erzwungen. Die vom Kühlkörper abgegebene Wärme wird abgeführt, was sich durch eine hohe Wärmeableitungseffizienz und eine geringe Größe des Geräts auszeichnet.
Aktive Kühlung kann in Luftkühlung, Flüssigkeitskühlung, Heatpipe-Kühlung, Halbleiterkühlung, chemische Kühlung usw. unterteilt werden. Luft-gekühlte luft-gekühlte Wärmeableitung ist die gebräuchlichste Wärmeableitungsmethode und im Vergleich auch eine kostengünstigere Methode. Luftkühlung ist im Wesentlichen die Verwendung eines Lüfters, um die vom Kühler aufgenommene Wärme abzuführen. Es hat die Vorteile eines relativ niedrigen Preises und einer bequemen Installation. Es ist jedoch stark von der Umgebung abhängig. Wenn beispielsweise die Temperatur ansteigt und übertaktet wird, wird die Kühlleistung stark beeinträchtigt.
Derzeit umfasst die Wärmeableitung von LED-Licht hauptsächlich die folgenden Methoden:
1. Flüssigkeitskühlung
Flüssigkeitsgekühlte Wärmeableitung ist die erzwungene Zirkulation von Flüssigkeit, um die Wärme des Kühlers unter dem Antrieb der Pumpe abzuführen. Im Vergleich zu luftgekühlten- hat es die Vorteile von Ruhe, stabiler Kühlung und geringerer Abhängigkeit von der Umgebung. Der Preis einer Flüssigkeitskühlung ist relativ hoch und die Installation relativ mühsam. Versuchen Sie gleichzeitig, das Gerät gemäß der im Handbuch beschriebenen Methode zu installieren, um den besten Wärmeableitungseffekt zu erzielen. Aus Kosten- und Benutzerfreundlichkeitsgründen wird bei der flüssigkeitsgekühlten Wärmeableitung normalerweise Wasser als Wärmeübertragungsflüssigkeit verwendet, daher werden flüssigkeitsgekühlte Radiatoren oft als wassergekühlte Radiatoren bezeichnet.
2. Wärmerohr
Wärmerohre gehören zu einer Art Wärmeübertragungselement. Es nutzt das Prinzip der Wärmeleitung und die schnelle Wärmeübertragungseigenschaft des Kältemediums voll aus. Es überträgt Wärme durch die Verdampfung und Kondensation von Flüssigkeit in der vollständig geschlossenen Vakuumröhre. Es hat eine extrem hohe Wärmeleitfähigkeit und eine gute isothermische Leistung. Die Wärmeübertragungsfläche auf beiden Seiten der heißen und kalten Seite kann beliebig geändert werden, die Wärmeübertragung über- große Entfernungen und die Temperatur können gesteuert werden. Vorteil. Seine Wärmeleitfähigkeit übertrifft bei weitem die jedes bekannten Metalls.
3. Halbleiterkühlung
Bei der Halbleiterkühlung wird ein spezielles Halbleiterkühlblech verwendet, um eine Temperaturdifferenz zu erzeugen, wenn es zum Kühlen mit Energie versorgt wird. Solange die Wärme auf der Hochtemperaturseite effektiv abgeführt werden kann, wird die Niedertemperaturseite kontinuierlich gekühlt. Auf jedem Halbleiterteilchen wird eine Temperaturdifferenz erzeugt, und eine Kühlfolie besteht aus Dutzenden solcher Teilchen in Reihe, wodurch eine Temperaturdifferenz zwischen den zwei Oberflächen der Kühlfolie gebildet wird. Unter Verwendung dieses Temperaturunterschiedsphänomens mit Luftkühlung/Wasserkühlung zum Kühlen des Hochtemperaturendes kann ein hervorragender Wärmeableitungseffekt erzielt werden. Die Halbleiterkühlung hat die Vorteile einer niedrigen Kühltemperatur und einer hohen Zuverlässigkeit. Die Temperatur der kalten Oberfläche kann unter minus 10 Grad liegen, aber die Kosten sind zu hoch und es kann zu einem Kurzschluss aufgrund zu niedriger Temperatur kommen, und die aktuelle Technologie der Halbleiterkühlung ist unausgereift und unzureichend. praktisch.
4. Chemische Kühlung
Die so-genannte chemische Kühlung besteht darin, einige Ultra-tieftemperaturchemikalien zu verwenden und sie zu verwenden, um viel Wärme zu absorbieren, wenn sie schmelzen, um die Temperatur zu senken. Üblicher ist hier die Verwendung von Trockeneis und flüssigem Stickstoff. Beispielsweise kann die Verwendung von Trockeneis die Temperatur auf unter minus 20 Grad senken, und einige "perversere" Spieler verwenden flüssigen Stickstoff, um die CPU-Temperatur auf unter minus 100 Grad (theoretisch) zu senken, natürlich aufgrund des hohen Preises und zu kurzer Dauer ist diese Methode eher im Labor oder bei extremen Overclocking-Enthusiasten anzutreffen.
Wahl des Wärmeableitungsmaterials. Im Allgemeinen wählen normale luft-gekühlte Radiatoren natürlich Metall als Material für den Radiator. Von dem ausgewählten Material erhofft man sich sowohl eine hohe spezifische Wärme als auch eine hohe Wärmeleitfähigkeit. Silber und Kupfer sind die besten Wärmeleitmaterialien, gefolgt von Gold und Aluminium. Aber Gold und Silber sind zu teuer, daher werden Kühlkörper derzeit hauptsächlich aus Aluminium und Kupfer hergestellt. Im Vergleich dazu haben sowohl Kupfer- als auch Aluminiumlegierungen ihre eigenen Vor- und Nachteile: Kupfer hat eine gute Wärmeleitfähigkeit, aber es ist teuer, schwierig zu verarbeiten, schwer, und die Wärmekapazität von Kupferheizkörpern ist gering und leicht zu oxidieren. . Andererseits ist reines Aluminium zu weich, um direkt verwendet zu werden. Es werden nur Aluminiumlegierungen verwendet, um eine ausreichende Härte zu gewährleisten. Die Vorteile von Aluminiumlegierungen sind niedriger Preis und geringes Gewicht, aber die Wärmeleitfähigkeit ist viel schlechter als die von Kupfer. Daher sind in der Entwicklungsgeschichte von Heizkörpern auch folgende Materialien aufgetaucht:
1. Kühlkörper aus reinem Aluminium
Reine Aluminiumheizkörper waren in der Anfangszeit die gängigsten Heizkörper. Sein Herstellungsprozess ist einfach und die Kosten niedrig. Bisher nehmen reine Aluminiumheizkörper noch einen beträchtlichen Teil des Marktes ein. Um die Wärmeableitungsfläche seiner Rippen zu vergrößern, ist die am häufigsten verwendete Verarbeitungsmethode für reine Aluminiumheizkörper die Aluminium-Extrusionstechnologie, und die Hauptindikatoren für die Bewertung eines reinen Aluminiumheizkörpers sind die Dicke des Kühlerbodens und der Pin{{0 }}Fin-Verhältnis. Pin bezieht sich auf die Höhe der Rippen des Kühlkörpers, und Fin bezieht sich auf den Abstand zwischen zwei benachbarten Rippen. Das Pin-Fin-Verhältnis ist die Höhe des Pins (ohne die Dicke der Basis) dividiert durch die Finne. Je größer das Pin-Fin-Verhältnis, desto größer die effektive Wärmeableitungsfläche des Radiators und desto fortschrittlicher die Aluminium-Extrusionstechnologie.
2. Kühlkörper aus reinem Kupfer
Die Wärmeleitfähigkeit von Kupfer ist 1,69-mal so hoch wie die von Aluminium, sodass ein Kühlkörper aus reinem Kupfer unter sonst gleichen Bedingungen Wärme schneller von der Wärmequelle abführen kann. Die Textur von Kupfer ist jedoch ein Problem. Viele beworbene „Reinkupferheizkörper“ bestehen nicht wirklich zu 100 Prozent aus Kupfer. In der Kupferliste wird Kupfer mit einem Kupfergehalt von mehr als 99 Prozent als säure-freies Kupfer bezeichnet, und die nächste Kupfersorte ist Dan-Kupfer mit einem Kupfergehalt von weniger als 85 Prozent. Die meisten Kühlkörper aus reinem Kupfer auf dem Markt haben derzeit einen Kupfergehalt zwischen den beiden. Der Kupferanteil mancher minderwertiger Reinkupferstrahler beträgt nicht einmal 85 Prozent. Obwohl die Kosten sehr gering sind, wird seine Wärmeleitfähigkeit stark reduziert, was sich auf die Wärmeableitung auswirkt. Darüber hinaus hat Kupfer auch offensichtliche Mängel, wie z. B. hohe Kosten, schwierige Verarbeitung und zu viel Masse des Kühlkörpers, die die Anwendung aller -Kupferkühlkörper behindern. Die Härte von Rotkupfer ist nicht so gut wie die der Aluminiumlegierung AL6063, und die Leistung einiger mechanischer Bearbeitungen (z. B. Rillen) ist nicht so gut wie die von Aluminium. Der Schmelzpunkt von Kupfer ist viel höher als der von Aluminium, was der Extrusion und anderen Problemen nicht förderlich ist.
3. Kupfer--Aluminium-Bonding-Technologie
Nach Berücksichtigung der jeweiligen Nachteile von Kupfer und Aluminium verwenden einige High--Heizkörper auf dem Markt häufig Herstellungsverfahren mit Kupfer--Aluminium-Kombinationen. Diese Kühlkörper verwenden normalerweise Kupfermetallbasen, während Kühlkörperlamellen aus einer Aluminiumlegierung bestehen. Natürlich gibt es neben der Kupferbasis auch Methoden wie die Verwendung von Kupfersäulen für den Kühlkörper, was ebenfalls dem gleichen Prinzip entspricht. Mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit kann die Kupferunterseite die von der CPU abgegebene Wärme schnell aufnehmen; die aluminiumlamellen lassen sich mit hilfe aufwendiger prozessmittel in die für die wärmeabfuhr günstigste form bringen und bieten einen großen wärmespeicherraum und geben ihn schnell ab. In allen Aspekten wurde ein Gleichgewicht gefunden.
Um die Lichtausbeute und Lebensdauer von LEDs zu verbessern, ist die Lösung des Problems der Wärmeableitung von LED-Produkten derzeit eines der wichtigsten Themen. Daher wird die Verwendung von Gelblicht-Lithographie zur Herstellung von wärmeableitenden -Dünnschicht-Keramik-substraten zu einem der wichtigen Katalysatoren für die kontinuierliche Verbesserung von LEDs für hohe Leistung.
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