Η επίδραση απαγωγής θερμότητας του θαλάμου ατμού στο LED
Το κύριο πρόβλημα των LED υψηλής ισχύος είναι η "θερμότητα"
Σύμφωνα με την έκθεση δοκιμών του Cree XLamp XR-E, η χαμηλότερη θερμοκρασία LED μπορεί να αυξήσει τη διάρκεια ζωής και τη φωτεινή ροή του.
Τα δεδομένα του τσιπ LED 40 mil (1 mm²).
Τσιπ 1W: ροή θερμότητας κοντά στα 100W/CM²
Τσιπ 3W: ροή θερμότητας κοντά στα 300W/CM²
Από την παραπάνω έκθεση δοκιμής και δεδομένα, μπορούμε να γνωρίζουμε ότι το πρόβλημα της θερμότητας led είναι κυρίως η υπερθέρμανση της υψηλής πυκνότητας θερμότητας (hot spot) και όχι η συνολική ροή θερμότητας.
Η εστίαση υπερθέρμανσης στο hot spot, θα επηρεάσει τη διάρκεια ζωής και τη φωτεινή ροή του LED.
Πώς να λύσετε το πρόβλημα της εστίασης της θερμότητας στο hot spot; Διαπιστώσαμε ότι οι διανομείς θερμότητας υψηλής απόδοσης μπορούν να διαχέουν γρήγορα τη θερμότητα, αποφεύγοντας έτσι τη θερμότητα να εστιάζεται στα καυτά σημεία. Και ο θάλαμος ατμού είναι ένα είδος διαχύτη θερμότητας που μπορεί να αφαιρέσει τη θερμότητα εξαιρετικά γρήγορα. Η αρχή λειτουργίας του είναι παρόμοια με του σωλήνα θερμότητας.
Η αρχή λειτουργίας του θαλάμου ατμών
οθάλαμος ατμώνείναι ένας θάλαμος κενού με δομή στήλης εσωτερικά, συνήθως κατασκευασμένος από χαλκό.
Όταν η θερμότητα μεταφέρεται από την πηγή θερμότητας στη ζώνη εξάτμισης, το ψυκτικό υγρό στον θάλαμο αρχίζει να εξατμίζεται αφού θερμανθεί σε περιβάλλον χαμηλού κενού. Αυτή τη στιγμή, απορροφά θερμική ενέργεια και διαστέλλεται γρήγορα, και η ψύξη στο αέριο γεμίζει γρήγορα ολόκληρο τον θάλαμο. Όταν το αέριο που λειτουργεί σε επαφή με μια σχετικά ψυχρή περιοχή, θα συμπυκνωθεί. Η θερμότητα που συσσωρεύεται κατά την εξάτμιση απελευθερώνεται από το φαινόμενο της συμπύκνωσης και το συμπυκνωμένο ψυκτικό υγρό θα επιστρέψει στην πηγή θερμότητας της εξάτμισης μέσω του τριχοειδούς καναλιού της μικροδομής και αυτή η λειτουργία θα επαναληφθεί στο θάλαμο.
Σύμφωνα με την αρχή λειτουργίας του θαλάμου ατμών, γνωρίζουμε ότι:
1. Ο θάλαμος ατμών είναι ένα προϊόν δισδιάστατης αγωγιμότητας θερμότητας, το οποίο μπορεί θεωρητικά να μεταφέρει μεγάλη ποσότητα θερμότητας σε μια δισδιάστατη επίπεδη πλάκα.
2. Ο θάλαμος ατμού μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μονάδες φωτισμού.
Α: Απλή γεωμετρική δομή - τα γεωμετρικά σχήματα είναι γενικά τετράγωνα και στρογγυλά
Β: Η επιφάνεια δεν παραμορφώνεται εύκολα - ο θάλαμος ατμών έχει ανοχή έως 0,2 mm.
Γ: Όταν η ψύκτρα είναι επαρκής, θα υπάρχει μικρότερη διαφορά θερμοκρασίας - όταν η ψύκτρα διαχέει τη θερμότητα, η αλλαγή θερμοκρασίας θα είναι πολύ μικρή.
D: Ο θάλαμος ατμού μπορεί να λύσει μόνο το πρόβλημα της μεταφοράς θερμότητας, καθώς η ταχύτητα μεταφοράς θερμότητας είναι πολύ γρήγορη, αλλά εξακολουθεί να χρειάζεται να προσθέσει μια ψύκτρα αλουμινίου για να επιτύχει την απαγωγή θερμότητας.
Το πείραμα της αντίθεσης
Πειραματιστείτε 1-Τοποθετήστε το LED σε μια ψήκτρα αλουμινίου, ανάβοντας για 10 λεπτά και στη συνέχεια φυσήστε το με έναν ανεμιστήρα DC για 5 λεπτά.
(Ψύκτρα αλουμινίου)
Πειραματιστείτε 2-Τοποθετήστε το LED σε θάλαμο ατμών και ψύκτρα αλουμινίου, ανάβοντας για 10 λεπτά και στη συνέχεια φυσήστε το με έναν ανεμιστήρα DC για 5 λεπτά.
(Θάλαμος ατμού στην ψύκτρα αλουμινίου)
LED 12W
Αποτελέσματα πειράματος υπέρυθρων 1 (χρησιμοποιήστε μόνο ψύκτρα αλουμινίου)
1-1 : 58 μοίρες , 1-2 : 29 μοίρες ,1-3 : 28,2 μοίρες
Αποτελέσματα πειράματος υπέρυθρων 2 (θάλαμος ατμών + ψύκτρα αλουμινίου)
2-1 : 55,2 μοίρες , 2-2 : 31,2 μοίρες ,2-3 : 29,2 μοίρες
Περίληψη πειράματος:
Η θερμοκρασία επιφάνειας του πειράματος 2 είναι 3 βαθμούς χαμηλότερη από το πείραμα 1.
Ο θάλαμος ατμού ενισχύει το αποτέλεσμα μεταφοράς θερμότητας του LED.
10W θερμική αντίσταση
Αποτελέσματα πειράματος υπέρυθρων 1 (χρησιμοποιήστε μόνο ψύκτρα αλουμινίου)
1-1 : 80,4 μοίρες 1-2 : 57,6 μοίρες 1-3 : 55,5 μοίρες
Αποτελέσματα πειράματος υπέρυθρων 2 (θάλαμος ατμών + ψύκτρα αλουμινίου)
2-1 : 67,1 μοίρες 2-2 : 57,6 μοίρες 2-3 : 56,2 μοίρες
Περίληψη πειράματος:
Η θερμοκρασία επιφάνειας του τσιπ στο πείραμα 2 ήταν χαμηλότερη από αυτή στο πείραμα 1 13.3 βαθμούς . Ο θάλαμος ατμού ενίσχυσε τη θερμική αγωγιμότητα του τσιπ και μείωσε τη θερμική αντίσταση.
10W άμεση θερμική αντίσταση
Αποτελέσματα πειράματος υπέρυθρων 1 (χρησιμοποιήστε μόνο ψύκτρα αλουμινίου)
{{0}}: 29,5 μοίρες 1-2 :30,0 μοίρες 1-3 : 30,1 μοίρες
Αποτελέσματα πειράματος υπέρυθρων 2 (θάλαμος ατμών + ψύκτρα αλουμινίου)
2-1 : 31,5 μοίρες 2-2 :32,2 μοίρες 2-3 : 32,2 μοίρες
Περίληψη πειράματος:
Το πείραμα 2 με χρήση θαλάμου ατμών είναι σημαντικά καλύτερο από το πείραμα 1 όσον αφορά τη θερμοκρασία του τσιπ και διατηρεί μια αλλαγή θερμοκρασίας 13-15oC για εργασία σε 1-10 λεπτά. Αυτό σημαίνει ότι η χρήση του θαλάμου ατμού μπορεί να μειώσει τη θερμική αντίσταση μεταξύ του τσιπ και της ψύκτρας, μπορεί να μειώσει τη θερμοκρασία της θερμοκρασίας διασταύρωσης υπό την ίδια κατάσταση ενεργοποίησης.
Πειραματικό συμπέρασμα: ο θάλαμος ατμού ενισχύει τη θερμική αγωγιμότητα του τσιπ και μειώνει τη θερμική αντίσταση
Πώς να εφαρμόσετε έναν θάλαμο ατμού σε LED υψηλής ισχύος;
Λύση Α: Πολλά τσιπ LED σφραγίζονται απευθείας και τοποθετούνται στον θάλαμο ατμού
Συγκριτικό πείραμα LED υψηλής ισχύος (πολλαπλού τσιπ 50W που συγκολλάται απευθείας στον θάλαμο ατμού) και (πολλαπλό τσιπ 50W που συγκολλάται απευθείας στη χάλκινη σανίδα)
(Πολυτσιπ 50W απευθείας συγκολλημένο στον θάλαμο ατμού)
(Πολυτσιπ 50W που συγκολλάται απευθείας στη χάλκινη σανίδα)
Πειραματικά δεδομένα
(κανάλι 0~3: κανάλι θερμοκρασίας τσιπ 4~5: θερμοκρασία ψύκτρας)
Η θερμοκρασία τσιπ του θαλάμου ατμού είναι 30 μοίρες χαμηλότερη από αυτή της σανίδας χαλκού
Ο θάλαμος ατμού μπορεί να μειώσει τη θερμοκρασία του LED. Όταν χρησιμοποιείται η ίδια ψύκτρα για τη διάχυση της θερμότητας, υπάρχει διαφορά θερμοκρασίας περίπου 30 μοιρών.
Ο θάλαμος ατμού μπορεί να διασφαλίσει ότι η θερμοκρασία κάθε τσιπ στην πλακέτα είναι η ίδια. Εάν η πλάκα χαλκού χρησιμοποιείται για απαγωγή θερμότητας, η θερμοκρασία του κεντρικού τσιπ θα είναι πολύ υψηλότερη από τις γύρω, γεγονός που θα επηρεάσει τη διάρκεια ζωής του τσιπ.
Πλεονεκτήματα της απευθείας συγκόλλησης τσιπ LED στον θάλαμο ατμού:
1. Μειώστε τη θερμοκρασία σύνδεσης του τσιπ και παρατείνετε τη διάρκεια ζωής του τσιπ
2. Μπορεί να κάνει το τσιπ περισσότερη εστίαση, κάτι που είναι καλύτερο για το συνολικό σχέδιο της λάμπας
3. Κάντε δυνατή τη συσκευασία πολλαπλών τσιπ υψηλής ισχύος
Λύση Β: Εκτυπώστε το PCB στον θάλαμο ατμών και εγκαταστήστε το LED στον θάλαμο ατμών με την τεχνολογία SMT (Surface Mount Technology).
Πρωτότυπο της σειράς τσιπ Cree XRE που εφαρμόζεται σε θάλαμο ατμού
Χρησιμοποιώντας το SMT, τα δεδομένα δοκιμής της διάχυσης θερμότητας μεταξύ του θαλάμου ατμών και της πλάκας αλουμινίου
Ο θάλαμος ατμού έχει πιο ομοιόμορφη απαγωγή θερμότητας και ταχύτερη αγωγιμότητα.
Από δύο τεστ, γνωρίζουμε ότι:
Ο θάλαμος ατμού μπορεί να αντέξει 170 μοίρες
Ο θάλαμος ατμού δεν έχει περιορισμό στο σχήμα
Η απαγωγή θερμότητας του θαλάμου ατμού γίνεται μέσω τριχοειδών οπών
Πάχος θαλάμου ατμού τουλάχιστον 3mm
Ο θάλαμος ατμού MBTF υπερβαίνει τις 86.400 ώρες.
Ο θάλαμος ατμών μπορεί να αντέξει περισσότερα από 200 θερμικά σοκ από -40 μοίρες έως 110 μοίρες
Δημοφιλείς Ετικέτες: Δοκιμή βασικής γνώσης και απόδοσης θαλάμου ατμού, Κίνα, προμηθευτές, κατασκευαστές, εργοστάσιο, προσαρμοσμένο, δωρεάν δείγμα, κατασκευασμένο στην Κίνα
