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高亮度LED使用中热量办理问题解决方案
  在全球性的能源短缺和环境污染加剧的今日,LED以其节能环保的特点有着宽广的运用空间。LED灯具由LED器材、散热结构、驱动器、透镜组成。如果LED器材不能很好散热、它的寿数也会受影响。根据CreeXLampXR-E的测验报告,LED器材温度越低,越能延长LED灯的寿数。因而,处理热量管理问题已成为高亮度LED运用中的要害。
  不过,LED光源热量的多少并不是影响LED的首要问题,热量会集(然后构成热门)才是问题的要害。对一般规范的LED器材而言,1WLED器材的热通量大约为100W/cm2,3WLED器材的热通量则高达300W/cm2,而一般的CUP的热通量才为60~130W/cm2。热量会集在尺度很小的晶片内,晶片温度升高,引起热应力的散布不均匀、晶片发光效率和萤光粉发射功率下降。当温度超越一定值时,器材失功率呈指数规则添加。当多个LED密集摆放组成白光照明系统时,散热问题就更严峻了。
  LED器材的散热途径首要是热传导和热对流。传统上,LED灯具的散热结构包含基底、散热片以及散热器。基底将晶粒的热能传导出来,能够导热但不导电。散热片将热扩散开来,避免热堆积于LED光源处,而且能够提高散热器的功率。散热器则能够热有效地发散于空气中。不过,基底材料极低的热导率简单导致器材热阻添加,发生严峻的自加热效应,对器材的性能和可靠性带来毁灭性的影响。
高亮度LED使用中热量办理问题解决方案
  Microloops(迈科)的均热板(VaporChamber)能完成超高暖流密度传热,可处理高功率LED的热门问题。均热板是一个内壁具微结构的真空腔体,当热由热源传导至蒸腾区时,腔体里面的工质会在低真空度的环境中,便会开始发生液相气化的现象,此刻介质吸收热能而且体积敏捷胀大,气相的介质会很快充溢整个腔体。当气相介质触摸到一个比较冷的区域时便会发生凝结的现象,藉由凝结的现象释放出在蒸腾时累积的热,凝结后的液相介质会藉由微结构的毛细现象再回到蒸腾热源处。此运作将在腔体内周而复始进行,这就是均热板的运作方式。由于工质在蒸腾时微结构能够发生毛细力,所以均热板的运作可不受重力的影响。
  图1给出了选用均热板的LED灯的散热结构,它去掉了基底,减少一大部分热阻。LED器材能够严密摆放并直接绑定在均热板上,并以规范打线封装机台直接封装LED器材及相关电路,构建成一个独立光源。
  这种将LED器材直接绑定在均热板上的办法有显着的优点。LED器材的下方与均热板触摸,能够经过均热板把点热源扩散并可有效地将热传递至后端,然后降低热门溫度Tj,提高LED寿数。此外,这种办法还可会集摆放LED器材,让光源会集,有利二次光学规划。而选用SMD封装的均热板还能够运用SMD自动化设备进行大批量生产。
  除了运用在高功率LED路灯外,现在均热板处理方案还首要用在功率半导体冷却、刀片服务器、图形显现卡、电信基础设施、功放、雷达发射模块、卫星和笔记本电脑上。迈科的均热板的尺度和形状可定制,其最低热阻已低至每瓦0.05度,厚度小于3mm。该公司还开发了能处理300W热功率以上的均热板来处理高端图画卡的散热问题。超薄规划可提供3.0mm厚度均热板可为单插槽图画卡提供150W的散热能力。