발광 다이오드 (LED)는 21 세기에 가장 유망한 새로운 냉광 원 중 하나입니다. LED의 발광 메커니즘은 PN 접합의 전자가 에너지 대역 사이에서 전이되어 광 에너지를 생성하고, 칩은 발열 현상, 특히 고전력 LED를 가지며, 이는 복수의 LED 및 열 방출이 크게 증가합니다. 현재 LED 에너지의 15 % -20 %만이 빛 에너지로 변환되고 나머지 80 % -85 %는 열 에너지로 변환되며 칩 크기는 2112.52.5mm에 불과합니다. 칩의 높은 전력 밀도 (최대 21)를 초래합니다. / Wmm 크기). 그러나, LED 장치의 방열은 비교적 열악하다. 첫째, 백색 LED의 적외선 스펙트럼은 적외선 부분을 포함하지 않기 때문에, 열은 방사선에 의해 방출 될 수 없다. 둘째, LED 램프의 확산 내열성 및 열 저항이 크다. 열 방출이 좋지 않으면 LED의 광 출력 감소, 장치 수명 단축 및 LED의 주 파장 이동과 같은 심각한 결과를 초래할 수 있습니다. 따라서 가장 짧은 경로와 가장 빠른 방법으로 이러한 열 에너지를 만드는 방법과 배출을 최대화하는 방법이 주요 문제 중 하나가되었습니다.
LED 열 관리에는 주로 칩 수준, 패키지 수준 및 시스템 통합 열 수준의 세 가지 측면이 포함됩니다. 그중에서 칩은 주요 가열 구성 요소이며 양자 효율은 열 효율을 결정하며 기판 재료는 칩의 열 전달 효율을 결정합니다. 패키지의 경우, 패키지 구조, 재료 및 프로세스는 열 소산 효율에 직접 영향을 미치고; 시스템 통합 방열 수준을 외부라고도합니다. 라디에이터는 주로 방열판, 히트 파이프, 팬, 온도 평형 플레이트 등을 포함합니다. 최근에는 국내외 학술계에서 LED 방열 문제에 대한 관심이 높아지고 있으며 이에 따라 다양한 연구가 진행되고있다. 그러나, LED 램프의 방열은 대부분 실험적인 설계이기 때문에, 방열 시스템은 전문성이 비교적 열악하므로 LED 램프의 방열 문제는 여전히 매우 높다. 진지한. 따라서 고전력 LED 램프의 열 분석 및 열 설계에는 중요한 실질적인 중요성이 있습니다.
이 논문은 먼저 LED 램프 및 일반적으로 사용되는 열 분석 도구의 현재 열 분산 기술을 소개 한 다음 연구 모델로 고전력 LED 램프를 선택하고 ANSYS 유한 요소 분석 소프트웨어를 사용하여 LED 램프에 대한 열 분석을 수행하여 다양한 램프의 일부. 이에 기초하여 칩의 온도 분포 및 최대 온도가 향상되고, 만족스러운 방열 효과가 얻어진다.
2 LED 조명 냉각 기술
현재 고전력 LED 램프의 주요 방열 기술에는 방열판, 히트 파이프, 온도 평형 판, 방사선 코팅 층, 전도성 페이스트 및 열 전도성 개스킷이 포함됩니다. 방열판은 넓은 표면적을 사용하여 열 대류를 환경으로 방출합니다. 방열판의 방열 성능에 영향을 미치는 요인은 방열판의 모양, 핀 수, 피치, 크기, 경사각, 방열판의 재료 및 처리 기술입니다. 일반적으로 사용되는 방열 기술인이 백서의 모델 램프는 방열판을 사용하여 열을 발산합니다. 히트 파이프는 응축 된 액체상의 주기적 변화를 사용하여 LED에 의해 생성 된 고열을 유도하고 소산시킵니다. 정상적인 상황에서 히트 파이프의 콜드 엔드는 방열판과 함께 사용되어 더 나은 방열을 달성합니다. 균일 온도 플레이트의 원리는 히트 파이프가 일차원 단방향 열 전달이고 균일 온도 플레이트가 2 차원을 갖는 표면 열 전달이라는 점을 제외하면 히트 파이프의 원리와 유사합니다. 전체 방열판의 표면 온도가 균일합니다. 방사선 코팅층은 방열판의 외부 표면에 방열 페인트로 코팅되어 방사율을 증가시키고 열이보다 효율적으로 방출되도록한다. 열 페이스트 및 열 패드는 접점의 열 저항을 줄 이도록 설계되었습니다.
LED 램프 방열 결함에는 주로 다음과 같은 4 가지 사항이 있습니다.
1) LED 램프의 방열판 핀 배열은 합리적이지 않습니다. 방열 핀의 배열은 등기구의 사용을 고려하지 않고 방열판의 방열 효과에 영향을 미치며 제품 자체의 특성에 맞는 방열 핀을 설계합니다.
2) LED 램프는 열전도 링크를 강조하지만 대류 열 소실은 무시합니다. 히트 파이프, 써멀 그리스 및 기타 방열 방법은 열 전도를 통해 열 저항을 감소 시키지만 열은 궁극적으로 램프의 외부 표면 영역에 따라 달라 지므로 외부 표면에 방사선 코팅을 적용하는 개발 추세입니다.
3) LED 램프는 열 전달 균형을 무시합니다. 핀의 온도 분포가 심하게 고르지 않으면 일부 핀이 영향을 미치거나 제한적인 영향을 미치며 균일 한 온도 플레이트가 온도를 균등하게하는 역할을 할 수 있습니다.
4) 조명기구의 열 방출은 가장 짧은 설계 열 방출 채널을 찾아서 열이 가능한 빨리 대기로 방출되도록하는 것이 가장 좋습니다. 그중에서 인터페이스 열 저항은 방열 채널의 병목 현상이므로 방열의 초점도 인터페이스 열 전도성 재료에 배치해야합니다.