LED防爆ランプの材料とパッケージング技術の継続的な進化により、LED防爆ランプの明るさは継続的に改善されています。 . ただし、放熱の問題は、LED防爆ランプを照明対象として開発する際の主な障害です。 いくつかの放熱方法と放熱材料を紹介しましょう。
冷却方法
一般に、ラジエータは、ラジエータから熱を除去する方法によって、アクティブ冷却とパッシブ冷却に分けることができます。 いわゆる受動的な放熱とは、熱源である LED 光源の熱が、ヒートシンクを介して空気中に自然に放散されることを意味します。 スペースを必要としない機器や、発熱量の少ないコンポーネントの放熱に使用されることがよくあります。 たとえば、一般的なマザーボードの中には、ノース ブリッジにパッシブ冷却を採用しているものもあり、そのほとんどがアクティブ冷却を採用しています。 アクティブクーリングとは、ヒートシンクから発せられる熱をファンなどの冷却装置で強制的に奪い、放熱効率が高く、装置の小型化を特徴とするものです。
アクティブ冷却は、空冷、液体冷却、ヒートパイプ冷却、半導体冷却、化学冷却などに分けることができます。
空冷空冷放熱は最も一般的な放熱方法であり、比較すると安価な方法でもあります。 空冷は基本的に、ラジエーターによって引き出された熱を取り除くためにファンを使用します。 比較的低価格で設置が簡単という利点があります。 ただし、温度上昇などの環境依存性が高く、オーバークロック時の冷却性能に大きな影響を与えます。
液体冷却
液体冷却の放熱は、ラジエーターの熱を奪うためにポンプによって駆動される液体の強制循環です。 空冷に比べて静粛性、安定した冷却、環境への依存度が低いなどのメリットがあります。 液体冷却の価格は比較的高く、取り付けは比較的面倒です。 同時に、冷却効果を得るために、マニュアルに記載されている方法に従ってインストールしてみてください。 コストと使いやすさの理由から、液冷式熱放散では通常、熱伝達液として水を使用するため、液冷式ラジエーターは水冷式ラジエーターと呼ばれることがよくあります。
ヒートパイプ
ヒートパイプは、熱伝導の原理と冷凍媒体の急速な熱伝達特性を完全に制御する熱伝達要素であり、完全に密閉された真空管内の液体の蒸発と凝縮によって熱を伝達します。 ホットとコールドの両側の伝熱面積を任意に変更でき、伝熱を離れた場所で実行でき、温度を制御でき、ヒートパイプで構成された熱交換器には高い伝熱という利点があります効率、コンパクトな構造、低流体抵抗損失など。強み。 その熱伝導率は、既知のどの金属よりもはるかに優れています。
半導体冷凍
半導体保冷とは、特殊な半導体保冷シートを使用し、通電時に温度差を発生させて冷却するものです。 高温端の熱が効果的に放散できる限り、低温端は継続的に冷却されます。 半導体粒子の一つ一つに温度差が発生し、冷却シートは数十個の半導体粒子が直列に配列されているため、冷却シートの両面に温度差が形成されます。 この温度差現象を巧みに操り、高温端を空冷・水冷で冷却することにより、優れた放熱効果が得られます。 半導体冷凍は、冷凍温度が低く、信頼性が高いという利点があります。 低温面の温度はマイナス10度以下に達することがありますが、コストが高すぎ、温度が低すぎるために短絡が発生する可能性があり、半導体冷凍チップの技術は十分に成熟していません。 できます。
化学冷凍
いわゆる化学冷凍は、いくつかの超低温化学物質を使用し、それらが溶けるときに多くの熱を吸収して温度を下げるように操作することです. この点では、ドライアイスと液体窒素の使用がより一般的です。 たとえば、ドライアイスを使用すると温度をマイナス 20 度以下に下げることができます。一部の "" プレイヤーは液体窒素を操作して CPU 温度をマイナス 100 度以下に下げます (理論上)。持続時間が短すぎる場合、この方法はラボや極端なオーバークロッカーでより一般的です。
材料の選択
熱伝導率（単位：W/mK）
シルバー 429
銅 401
ゴールド 317
アルミニウム 237
アイアン80
リード 34.8
1070系アルミ合金226
1050系アルミ合金209
6063系アルミ合金201
6061系アルミ合金155
一般的に言えば、一般的な空冷ラジエーターは当然、ラジエーターの素材として金属を選択する必要があります。 選択された材料については、高い比熱と高い熱伝導率を同時に持つことが期待されます。 上記から、銀と銅が最高の熱伝導性材料であり、金とアルミニウムがそれに続くことがわかります。 しかし、金や銀は高すぎるため、現在、ヒートシンクは主にアルミニウムと銅で作られています。 比較すると、銅とアルミニウム合金にはそれぞれ長所と短所があります。銅は熱伝導率が高いですが、高価で、加工が難しく、重く、銅ラジエーターは熱容量が小さく、酸化しやすいです。 一方、純アルミニウムは柔らかすぎて間接的に使用することはできません。 十分な硬度を提供するためにアルミニウム合金のみが使用されています。 アルミニウム合金の利点は低価格で軽量ですが、熱伝導率は銅よりはるかに劣ります。 したがって、次の材料もラジエーターの成長の歴史に登場しています。
純アルミラジエーター
初期のラジエーターは純アルミラジエーターが主流。 その製造プロセスは簡単で、コストは低いです。 これまでのところ、純アルミニウムラジエーターは依然として市場のかなりの部分を占めています。 フィンの放熱面積を増やすために、純アルミニウム製ラジエーターに最も一般的に使用される加工方法は、アルミニウム押し出し技術であり、純アルミニウム製ラジエーターを評価するための主な指標は、ラジエーターベースの厚さとピンフィン比です。 . Pin はヒートシンクのフィンの高さを指し、Fin は隣接する 2 つのフィン間の間隔を指します。 ピンとフィンの比率は、ピンの高さ (ベースの厚さを除く) をフィンで割ったものです。 ピンフィン比が大きいほど、ラジエーターの有効放熱面積が大きくなり、アルミ押出技術が高度になります。
純銅ラジエーター
銅の熱伝導率はアルミニウムの 1.69 倍であるため、他の条件が同じであれば、純銅製のヒートシンクは熱源からより速く熱を奪うことができます。 ただし、銅の質感が問題です。 宣伝されている「純銅ヒートシンク」の多くは、実際には 100% 銅ではありません。 銅のリストでは、銅含有量が 99 パーセントを超える銅は無酸銅と呼ばれ、銅の次の等級は銅含有量が 85 パーセント未満のダン銅です。 現在、市場に出回っているほとんどの純銅ラジエーターの銅含有量は、2 つの中間です。 また、品質の劣る純銅ラジエーターの中には、銅の含有量が 85% 未満のものもあります。 コストは非常に低いですが、熱伝導率が大幅に低下し、放熱に影響します。 さらに、銅には、コストが高い、加工が難しい、ヒートシンクの質量が大きすぎるなどの明らかな欠点もあり、すべて銅のヒートシンクの適用を妨げています。 赤銅の硬度はアルミニウム合金 AL6063 ほど良くなく、一部の機械加工 (溝加工など) の性能はアルミニウムほど良くありません。 銅の融点はアルミニウムの融点よりもはるかに高く、押し出しやその他の問題を助長しません。
銅アルミ接合技術
銅とアルミニウムのそれぞれの欠点を考慮した後、市場に出回っている一部のハイエンド ラジエーターは、多くの場合、銅とアルミニウムを組み合わせた製造プロセスを使用しています。 これらのヒートシンクは通常、銅の金属ベースを使用しますが、ヒートシンクのフィンはアルミニウム合金を使用します。 もちろん、銅底以外にも放熱板に銅ピラーを使うなどの方法もあり、これも原理は同じです。 熱伝導率が高い銅製の底面は、CPU から放出される熱をすばやく吸収できます。 アルミ製フィンは、複雑なプロセスによって放熱に最適な形状にすることができ、大きな蓄熱スペースを提供し、すばやく放出します。 すべての面でバランスが取れています。
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