LED-lamper varmeafledningsmaterialer og teknologi

Varmeafledning er en vigtig faktor, der påvirker lysintensiteten af ​​LED-lamper. En køleplade kan løse varmeafledningsproblemet med LED-lamper med lav belysning, men en køleplade kan ikke løse varmeafledningsproblemet ved højeffektlamper.

For at opnå den ideelle lysintensitet skal aktiv køleteknologi bruges til at løse den varme, der frigives fra LED-lampekomponenter, og nogle aktive køleløsninger som blæsere har ikke lige så lang levetid som LED-lamper.

For at give en praktisk aktiv køleløsning til LED-armaturer med høj lysstyrke, skal varmeafledningsteknologien være lavenergisk og være anvendelig til små armaturer med en levetid svarende til eller længere end lyskildens.

Generelt kan køleplader opdeles i aktiv køling og passiv køling, afhængigt af den måde, varme tages væk fra kølepladen.

Den såkaldte passive varmeafledning betyder, at varmen fra varmekildens LED-lyskilde naturligt afgives til luften gennem kølepladen, og varmeafledningseffekten er proportional med kølepladens størrelse. Men fordi det afleder varmen naturligt, er effekten naturligvis stærkt reduceret. Det bruges ofte i udstyr, der ikke kræver plads, eller til at sprede varme til komponenter, der genererer lidt varme. For eksempel anvender nogle populære bundkort også passiv varmeafledning på nordbroen.

Aktiv varmeafledning er at tvinge den varme, der afgives af kølepladen, væk gennem ventilatorer og andet varmeafledningsudstyr. Det er kendetegnet ved høj varmeafledningseffektivitet og lille enhedsstørrelse.

Aktiv varmeafledning kan opdeles i luftkølet varmeafledning, væskekølet varmeafledning, varmerørsvarmeafledning, halvlederkøling, kemisk køling og så videre.

01. Luftkøling

Luftkøling er den mest almindelige varmeafledningsmetode, og det er også en forholdsvis billig metode. Luftkøling er i bund og grund brugen af ​​ventilatorer til at fjerne den varme, der absorberes af kølepladen. Det har fordelene ved relativt lav pris og bekvem installation. Det er dog meget afhængig af miljøet. For eksempel vil dens varmeafledningsevne blive stærkt påvirket, når temperaturen stiger og overclocking.

02. Væskekøling

Væskekølende varmeafledning er at fjerne varmen fra kølepladen gennem tvungen cirkulation af væske under pumpens drev. Sammenlignet med luftkøling har den fordelene ved stilhed, stabil køling og mindre afhængighed af miljøet. Prisen på væskekøling er relativt høj, og installationen er forholdsvis besværlig. Prøv samtidig at følge instruktionerne i manualen ved installation for at få den bedste varmeafledningseffekt. Af hensyn til omkostninger og brugervenlighed bruger væskekøling sædvanligvis vand som varmeledningsvæske, så væskekølende køleplader kaldes ofte vandkølende køleplader.

03. Varmerørskøling

Varmerøret er en slags varmeoverførselselement, som udnytter varmeledningsprincippet og kølemediets hurtige varmeoverførselsegenskaber fuldt ud og overfører varme gennem fordampning og kondensering af væsken i det fuldt lukkede vakuumrør, med ekstrem høj termisk ledningsevne og god isotermisk Varmeoverførselsområdet på begge sider af den kolde og varme side kan ændres vilkårligt, langdistance varmeoverførsel, temperaturkontrol osv., og varmeveksleren sammensat af varmerør har høj varmeoverførselseffektivitet , kompakt struktur og lille væskemodstandstab. fordel. Dens evne til at lede varme overstiger langt den for ethvert kendt metal.

04. Halvlederkøling

Halvlederkøling er at bruge en speciel halvlederkølechip til at generere temperaturforskel, når den aktiveres til afkøling. Så længe varmen ved højtemperaturenden effektivt kan spredes, afkøles lavtemperaturenden kontinuerligt. Der genereres en temperaturforskel på hver halvlederpartikel, og en køleplade er sammensat af snesevis af sådanne partikler i serie, hvorved der dannes en temperaturforskel på de to overflader af kølepladen. Ved at bruge dette temperaturforskelfænomen, kombineret med luftkøling/vandkøling til at afkøle højtemperaturenden, kan der opnås en fremragende varmeafledningseffekt.

Halvlederkøling har fordelene ved lav køletemperatur og høj pålidelighed. Temperaturen på den kolde overflade kan nå under minus 10 grader, men prisen er for høj, og det kan forårsage kortslutning på grund af for lav temperatur. Desuden er teknologien til halvlederkølechips ikke moden nok på nuværende tidspunkt. praktisk.

05. Kemisk køling

Den såkaldte kemiske nedkøling er at bruge nogle ultralav temperatur kemiske stoffer, og bruge dem til at absorbere en stor mængde varme ved smeltning for at reducere temperaturen. I denne henseende er brugen af ​​tøris og flydende nitrogen mere almindelig. For eksempel kan brug af tøris sænke temperaturen til under minus 20 grader, og nogle mere overdrevne spillere bruger flydende nitrogen til at sænke CPU-temperaturen til under minus 100 grader (teoretisk). På grund af den høje pris og korte varighed er denne metode naturligvis mere set i laboratorier eller ekstreme overclockere.

Generelt kan man sige, at almindelige luftkølede køleplader naturligvis vælger metal som kølepladens materiale. For det udvalgte materiale er det håbet, at det har både høj specifik varme og høj varmeledningsevne.

Som det kan ses af figuren ovenfor, er sølv og kobber de bedste termiske ledere, efterfulgt af guld og aluminium. Da guld og sølv er for dyre, er køleplader i øjeblikket hovedsageligt lavet af aluminium og kobber.

Både kobber og aluminiumslegering har deres egne fordele og ulemper: kobber har god varmeledningsevne, men det er dyrere, vanskeligt at behandle, for tungt, kølepladens varmekapacitet er lille, og det er let at oxidere.

På den anden side er rent aluminium for blødt til at blive brugt direkte, og aluminiumslegeringer kan give tilstrækkelig hårdhed. Fordelene ved aluminiumslegering er lav pris og lav vægt, men den termiske ledningsevne er værre end kobber. Derfor er følgende materialer dukket op i kølepladeudviklingens historie:

01. Aluminium køleplade

Den rene aluminium køleplade er den mest almindelige køleplade i det tidlige stadie, og dens fremstillingsproces er enkel, og prisen er lav. Indtil videre fylder køleplader i ren aluminium stadig en betydelig del af markedet. For at øge varmeafledningsområdet af dens finner er den mest almindeligt anvendte behandlingsmetode for køleplader af rent aluminium aluminiumekstruderingsteknologi, og de vigtigste indikatorer for evaluering af en køleplade i rent aluminium er tykkelsen af ​​kølepladens base og stiften. - Finforhold.

Pin refererer til højden af ​​kølepladens finner, og Fin refererer til afstanden mellem to tilstødende finner. Pin-finne-forholdet er højden af ​​pinden (eksklusive tykkelsen af ​​basen) divideret med finnen. Jo større Pin-Fin-forholdet betyder, jo større er kølepladens effektive varmeafledningsområde, hvilket betyder, at jo mere avanceret er aluminiumsekstruderingsteknologien.

02 Kobber køleplade

Kobbers varmeledningsevne er 1,69 gange højere end aluminium, så under forudsætning af, at andre forhold er de samme, kan en ren kobberkøleplade hurtigere fjerne varme fra varmekilden. Imidlertid er teksturen af ​​kobber et problem. Mange køleplader annonceret som "rent kobber" er faktisk ikke 100 procent kobber.

På listen over kobber kaldes kobberindholdet på mere end 99 procent syrefrit kobber, og den næste kobberkvalitet er rødt kobber med et kobberindhold på mindre end 85 procent. De fleste af de rene kobberkøleplader på markedet har i øjeblikket et kobberindhold mellem de to. Nogle ringere køleplader af rent kobber indeholder mindre end 85 procent kobber. Selvom omkostningerne er meget lave, er deres varmeledningsevne stærkt reduceret, hvilket påvirker varmeafledningen.

Derudover har kobber også indlysende ulemper, såsom høje omkostninger, vanskelig forarbejdning og høj masse af køleplader, der hindrer anvendelsen af ​​køleplader helt i kobber. Hårdheden af ​​rødt kobber er ikke så god som for aluminiumslegering AL6063, og ydeevnen af ​​visse mekaniske bearbejdninger (såsom riller osv.) er ikke så god som aluminiums; smeltepunktet for kobber er meget højere end for aluminium, hvilket ikke er befordrende for ekstrudering.

03. Kobber-aluminium-bindingsteknologi

Efter at have overvejet de respektive mangler ved kobber og aluminium, bruger nogle avancerede køleplader på markedet i øjeblikket en kobber-aluminium-kombinationsfremstillingsproces. Disse køleplader bruger normalt kobbermetalbaser, mens varmeafledningsfinnerne er lavet af aluminiumslegering. Udover kobberbunden findes der naturligvis også metoder som at bruge kobbersøjler til kølepladen, hvilket også er samme princip.

Med en høj termisk ledningsevne kan kobberbundens overflade hurtigt absorbere den varme, der frigives af varmekilden, og aluminiumsfinnerne kan laves i den form, der er mest befordrende for varmeafledning ved hjælp af komplekse procesmidler, og giver en stor varmelagerplads og frigør det hurtigt. Der er fundet et balancepunkt i alle aspekter.