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LED散热技术之一:散热方式

发布时间:2015-09-17    访问:1306

散热是影响LED照明灯具照明强度的一个主要因素。LED照明灯具比传统的白炽灯能效高80%,但是其LED组件和驱动器电路散热量很大。如果这些热量没有适当的排放出去,LED照明灯具的发光度和寿命将会急剧下降。

散热片能解决低照明度LED照明灯具的散热问题。灯具厂商能生产40W LED替代灯以及60W LED替代灯。高照明度LED照明灯具就会遇到散热问题。一个散热片是无法解决75W或者100W LED照明灯具的散热问题的。  对高亮度灯泡的需求显而易见,75W和100W灯泡占据了照明市场很大份额。市场都渴望利用LED照明灯具固有的节能和维修优势。2007年的美国能源独立和安全法案要求从2012年起使用更高效率的照明灯具。这些新要求促使消费者们寻找照明质量好、寿命高并且照明度强的灯具来替代现有的白炽灯。

为了达到理想的照明强度,必须使用主动冷却技术来解决LED 灯具组件释放的热量。一些主动冷却解决方案例如风扇的寿命没有LED照明灯具高。为了给高亮度LED照明灯具提供一个实用的主动冷却解决方案,散热技术必须是低能耗的;并且能适用于小型灯具;其寿命要与灯源相似或高于灯源。

一般说来,依照从散热器带走热量的方式,可以将散热器分为主动式散热和被动式散热。所谓的被动式散热,是指通过散热片将热源LED光源热量自然散发到空气中,其散热的效果与散热片大小成正比,但因为是自然散发热量,效果当然大打折扣,常常用在那些对空间没有要求的设备中,或者用于为发热量不大的部件散热,如部分普及型主板在北桥上也采取被动式散热,绝大多数采取主动式散热式,主动式散热就是通过风扇等散热设备强迫性地将散热片发出的热量带走,其特点是散热效率高,而且设备体积小。

主动式散热,从散热方式上细分,可以分为风冷散热、液冷散热、热管散热、半导体制冷、化学制冷等等。  风冷风冷散热是最常见的散热方式,相比较而言,也是较廉价的方式。风冷散热从实质上讲就是使用风扇带走散热器所吸收的热量。具有价格相对较低,安装方便等优点。但对环境依赖比较高,例如气温升高以及超频时其散热性能就会大受影响。

液冷

液冷散热是通过液体在泵的带动下强制循环带走散热器的热量,与风冷相比,具有安静、降温稳定、对环境依赖小等等优点。液冷的价格相对较高,而且安装也相对麻烦一些。同时安装时尽量按照说明书指导的方法安装才能获得最佳的散热效果。出于成本及易用性的考虑,液冷散热通常采用水做为导热液体,因此液冷散热器也常常被称为水冷散热器。

热管

热管属于一种传热元件,它充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质,通过在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结来传递热量,具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点,并且由热管组成的换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小等优点。其导热能力已远远超过任何已知金属的导热能力。

半导体制冷

半导体制冷就是利用一种特制的半导体制冷片在通电时产生温差来制冷,只要高温端的热量能有效的散发掉,则低温端就不断的被冷却。在每个半导体颗粒上都产生温差,一个制冷片由几十个这样的颗粒串联而成,从而在制冷片的两个表面形成一个温差。利用这种温差现象,配合风冷/水冷对高温端进行降温,能得到优秀的散热效果。半导体制冷具有制冷温度低、可靠性高等优点,冷面温度可以达到零下10℃以下,但是成本太高,而且可能会因温度过低导致造成短路,而且现在半导体制冷片的工艺也不成熟,不够实用。

化学制冷

所谓化学制冷,就是使用一些超低温化学物质,利用它们在融化的时候吸收大量的热量来降低温度。这方面以使用干冰和液氮较为常见。比如使用干冰可以将温度降低到零下20℃以下,还有一些更“变态”的玩家利用液氮将CPU温度降到零下100℃以下(理论上),当然由于价格昂贵和持续时间太短,这个方法多见于实验室或极端的超频爱好者。

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