LEDランプが従来のランプよりも大きいのはなぜですか？
Mainly because of LED cooling technology. Heat dissipation is a major factor affecting the lighting intensity of LED lamps. The heat sink can solve the heat dissipation problem of low illumination LED lamps. A heat sink cannot solve the heat dissipation problem of 75W or 100W LED lamps. To achieve the desired lighting intensity, active cooling techniques must be used to account for the heat released by the LED luminaire components. Some active cooling solutions such as fans do not last as long as LED fixtures. In order to provide a practical active cooling solution for high-brightness LED luminaires, the cooling technology must be low energy consumption; suitable for small luminaires; and have a lifespan similar to or longer than the light source.
一般的に、ラジエーターは、ラジエーターから熱を取り除く方法に応じて、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。
Passive heat dissipation means that the heat of the heat source LED light source is naturally dissipated into the air through the heat sink. The heat dissipation effect is proportional to the size of the heat sink, but because it dissipates heat naturally, the effect is of course greatly reduced. It is often used in those who do not require space. For example, some popular motherboards also use passive heat dissipation on the north bridge, and most of them use active heat dissipation. Active heat dissipation is forced through cooling devices such as fans. The heat emitted by the heat sink is taken away, which is characterized by high heat dissipation efficiency and small size of the device.
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。 空気-冷却空気-冷却熱放散は最も一般的な熱放散方法であり、それに比べて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吸収された熱を取り除くためにファンを使用することです。 比較的低価格で設置が便利というメリットがあります。 ただし、環境に大きく依存します。 たとえば、温度が上昇してオーバークロックすると、その冷却性能に大きな影響を与えます。
現在、LEDランプの放熱には主に以下の方法があります。
1.液体冷却
液体-冷却熱放散は、ポンプの駆動下でラジエーターの熱を奪うための液体の強制循環です。 空冷-と比較すると、静粛性、安定した冷却、環境への依存度が低いという利点があります。 液体冷却の価格は比較的高く、設置は比較的面倒です。 同時に、最高の熱放散効果を得るために、マニュアルに記載されている方法に従って設置してみてください。 コストと使いやすさの理由から、液体-冷却熱放散は通常、熱伝達液体として水を使用するため、液体-冷却ラジエーターは水-冷却ラジエーターと呼ばれることがよくあります。
2.ヒートパイプ
ヒートパイプは一種の伝熱要素に属します。 熱伝導の原理と冷凍媒体の高速熱伝達特性を最大限に活用しています。 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。 非常に高い熱伝導率と優れた等温性能を備えています。 コールドサイドとホットサイドの両側の熱伝達領域は任意に変更でき、長距離の熱伝達、温度制御、および一連の利点があり、ヒートパイプで構成される熱交換器には高熱の利点があります伝達効率、コンパクトな構造、低い流体抵抗損失などの利点。 その熱伝導率は、既知の金属の熱伝導率をはるかに上回っています。
3.半導体冷凍
半導体冷凍とは、特殊な半導体冷凍シートを使用して、通電時に温度差を発生させて冷却することです。 高温側の熱を効果的に放散できる限り、低温側は継続的に冷却されます。 半導体粒子ごとに温度差が生じ、数十個の粒子が直列に並んだ冷凍シートで、冷凍シートの両面に温度差が生じます。 この温度差現象を利用し、空冷・水冷で高温端を冷却することで、優れた放熱効果を得ることができます。 半導体冷凍には、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度以下になりますが、コストが高すぎて低温で短絡する可能性があり、現在の半導体冷凍技術は未成熟で不十分です。 実用的。
4.化学冷凍
The so-called chemical refrigeration is to use some ultra-low temperature chemicals, and use them to absorb a lot of heat when they melt to reduce the temperature. The use of dry ice and liquid nitrogen is more common in this regard. For example, the use of dry ice can reduce the temperature to below -20 degree , and some more 'perverted' players use liquid nitrogen to reduce the CPU temperature to below -100 degree (theoretically), of course, due to the high price and too short duration, this The method is more common in the laboratory or extreme overclocking enthusiasts.
Choice of heat dissipation material. Generally speaking, ordinary air-cooled radiators naturally choose metal as the material of the radiator. For the selected material, it is hoped that it has both high specific heat and high thermal conductivity. Silver and copper are the best thermally conductive materials, followed by gold and aluminum. But gold and silver are too expensive, so at present, heat sinks are mainly made of aluminum and copper. In comparison, both copper and aluminum alloys have their own advantages and disadvantages: copper has good thermal conductivity, but it is expensive, difficult to process, heavy, and the heat capacity of copper radiators is small, and it is easy to oxidize. . On the other hand, pure aluminum is too soft to be used directly. Only aluminum alloys are used to provide sufficient hardness. The advantages of aluminum alloys are low price and light weight, but the thermal conductivity is much worse than that of copper. Therefore, in the development history of radiators, the following materials have also appeared:
1.純アルミニウムヒートシンク
純粋なアルミニウムラジエーターは、初期の最も一般的なラジエーターです。 その製造プロセスは単純であり、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まだ市場のかなりの部分を占めています。 フィンの熱放散面積を増やすために、純アルミニウムラジエーターで最も一般的に使用される処理方法はアルミニウム押出技術であり、純アルミニウム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とピンの厚さです{{0 }}フィン比。 ピンはヒートシンクのフィンの高さを指し、フィンは2つの隣接するフィン間の距離を指します。 ピン-フィン比は、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熱放散面積が大きくなり、アルミニウム押出技術が進歩します。
2.純銅製ヒートシンク
The thermal conductivity of copper is 1.69 times that of aluminum, so other things being equal, a pure copper heat sink can take heat away from the heat source faster. However, the texture of copper is a problem. Many advertised 'pure copper radiators' are not really 100 percent copper. In the list of copper, copper with a copper content of more than 99 percent is called acid-free copper, and the next grade of copper is Dan copper with a copper content of less than 85 percent . Most of the pure copper heat sinks on the market currently have a copper content between the two. The copper content of some inferior pure copper radiators is not even 85 percent . Although the cost is very low, its thermal conductivity is greatly reduced, which affects the heat dissipation. In addition, copper also has obvious shortcomings, such as high cost, difficult processing, and too much mass of the heat sink, which hinder the application of all-copper heat sinks. The hardness of red copper is not as good as that of aluminum alloy AL6063, and the performance of some mechanical processing (such as grooving) is not as good as that of aluminum; the melting point of copper is much higher than that of aluminum, which is not conducive to extrusion and other problems.
3.銅-アルミニウム接合技術
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銅-アルミニウムの組み合わせ製造プロセスを使用することがよくあります。 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で作られています。 もちろん、銅ベースに加えて、ヒートシンクに銅ピラーを使用するなどの方法もありますが、これも同じ原理です。 熱伝導率が高いため、銅の底面はCPUから放出される熱をすばやく吸収できます。 アルミニウムフィンは、複雑なプロセス手段の助けを借りて熱放散に最も適した形状に作ることができ、大きな蓄熱スペースを提供し、それを迅速に解放します。 あらゆる面でバランスが見られます。
LEDの発光効率と耐用年数を向上させるために、LED製品の熱放散の問題を解決することは、この段階で最も重要な問題の1つです。 したがって、黄色の光リソグラフィーを使用して-フィルムセラミックの熱放散基板を作成することは、LEDの高出力への継続的な改善を促進するための重要な触媒の1つになります。
