Värmeavledningseffekten av ångkammaren i lysdioden
Huvudproblemet med högeffekts LED är "värme"
Enligt testrapporten från Cree XLamp XR-E kan lägre LED-temperatur öka dess livslängd och ljusflöde.
Data för 40mil (1 mm²) LED-chip
1W-chip: värmeflöde nära 100W/CM²
3W-chip: värmeflöde nära 300W/CM²
Från ovanstående testrapport och data kan vi veta att problemet med ledvärme huvudsakligen är överhettning med hög värmedensitet (hot spot), snarare än totalt värmeflöde.
Överhettning fokus på hot spot, det kommer att påverka livslängden och ljusflödet för LED.
Hur löser man problemet med värmefokus på den heta platsen? Vi fann att högeffektiva värmespridare snabbt kan sprida värme och därigenom undvika att värmen fokuserar på de heta punkterna. Och ångkammaren är en slags värmespridare som kan ta bort värmen extremt snabbt. Dess arbetsprincip liknar värmeröret.
Arbetsprincipen för ångkammaren
Deångkammareär en vakuumkammare med en pelarstruktur inre, vanligtvis gjord av koppar.
När värmen överförs från värmekällan till förångningszonen börjar kylvätskan i kammaren att förångas efter att ha värmts upp i en lågvakuummiljö. Vid denna tidpunkt absorberar den värmeenergi och expanderar snabbt, och kylningen i gasen fyller snabbt hela kammaren. När gasen arbetar i kontakt med ett relativt kallt område, kommer den att kondensera. Värmen som ackumuleras under förångningen frigörs av kondensationsfenomenet, och den kondenserade kylvätskan kommer att återvända till förångningsvärmekällan genom mikrostrukturens kapillärkanal, och denna operation kommer att upprepas i kammaren.
Enligt arbetsprincipen för ångkammaren vet vi att:
1. Ångkammaren är en tvådimensionell värmeledningsprodukt, som teoretiskt kan leda en stor mängd värme i en tvådimensionell platt platta.
2. Ångkammaren kan användas för belysningsmoduler.
S: Enkel geometrisk struktur - de geometriska formerna är vanligtvis kvadratiska och runda
B: Ytan deformeras inte lätt - ångkammaren har en tolerans på upp till 0,2 mm.
C: När kylflänsen är tillräcklig blir det mindre temperaturskillnad - när kylflänsen avleder värmen blir temperaturförändringen mycket liten.
D: Ångkammare kan bara lösa problemet med värmeöverföring, eftersom dess värmeöverföringshastighet är mycket snabb, men den måste fortfarande lägga till en kylfläns av aluminium för att uppnå värmeavledning.
Kontrastexperimentet
Experiment 1-Placera lysdioden på en kylfläns av aluminium, tänd i 10 minuter och blås sedan ut den med en DC-fläkt i 5 minuter.
(Kylfläns av aluminium)
Experiment 2-Placera lysdioden på en ångkammare och aluminiumkylfläns, tänd i 10 minuter och blås sedan ut den med en DC-fläkt i 5 minuter.
(Ångkammare på aluminium kylflänsen)
12W LED
Resultat av infraröd experiment 1 (använd endast kylfläns av aluminium)
1-1 : 58 grader ,1-2 : 29 grader ,1-3 : 28,2 grader
Resultat av infrarött experiment 2 (ångkammare + kylfläns av aluminium)
2-1 : 55,2 grader ,2-2 : 31,2 grader ,2-3 : 29,2 grader
Experimentsammanfattning:
Yttemperaturen för experiment 2 är 3 grader lägre än experiment 1.
Ångkammaren förstärker lysdiodens värmeöverföringseffekt.
10W termiskt motstånd
Resultat av infraröd experiment 1 (använd endast kylfläns av aluminium)
1-1 : 80,4 grader 1-2 : 57,6 grader 1-3 : 55,5 grader
Resultat av infrarött experiment 2 (ångkammare + kylfläns av aluminium)
2-1 : 67,1 grader 2-2 : 57,6 grader 2-3 : 56,2 grader
Experimentsammanfattning:
Yttemperaturen på chippet i experiment 2 var lägre än i experimentet 1 13.3 grader . Ångkammaren förbättrade chipets värmeledning och minskade det termiska motståndet.
10W omedelbart termiskt motstånd
Resultat av infraröd experiment 1 (använd endast kylfläns av aluminium)
{{0}}: 29,5 grader 1-2 :30,0 grader 1-3 : 30,1 grader
Resultat av infrarött experiment 2 (ångkammare + kylfläns av aluminium)
2-1 : 31,5 grader 2-2 :32,2 grader 2-3 : 32,2 grader
Experimentsammanfattning:
Experiment 2 med en ångkammare är betydligt bättre än experiment 1 när det gäller spåntemperatur och upprätthåller en temperaturförändring på 13-15oC för arbete vid 1-10 minuter. Detta innebär att användningen av ångkammare kan minska det termiska motståndet mellan chipet och kylflänsen, kan minska temperaturen på kopplingstemperaturen under samma påslagningsvillkor.
Experimentell slutsats: ångkammaren förbättrar chipets värmeledning och minskar värmemotståndet
Hur applicerar man en ångkammare på högeffekts LED?
Lösning A: Flera LED-chips är direkt förseglade och monterade på ångkammaren
Jämförelseexperiment av högeffekts LED (50W multi-chip direkt lödd till ångkammaren) och (50W multi-chip direkt lödd till kopparkortet)
(50W multi-chip direkt lödd till ångkammaren)
(50W multi-chip direkt lödd till kopparkortet)
Experimentella data
(kanal 0~3: chiptemperatur kanal 4~5: kylflänstemperatur)
Spåntemperaturen i ångkammaren är 30 grader lägre än kopparkortets
Ångkammare kan göra att temperaturen på lysdioden sänks. När samma kylfläns används för att avleda värme uppstår en temperaturskillnad på cirka 30 grader.
Ångkammaren kan säkerställa att temperaturen för varje chip på kortet är densamma. Om kopparplattan används för värmeavledning kommer temperaturen på mittchipet att vara mycket högre än de omgivande, vilket kommer att påverka chipets livslängd.
Fördelar med att direktlöda LED-chips på ångkammaren:
1. Minska korsningstemperaturen på chippet och förläng chipets livslängd
2. Kan göra chippet mer fokus, vilket är bättre för lampans övergripande design
3. Gör det möjligt att förpacka flera chip med hög effekt
Lösning B: Skriv ut PCB på ångkammaren och installera lysdioden på ångkammaren med SMT (Surface Mount Technology).
Prototyp av Cree XRE-chipserie applicerad på ångkammare
Med hjälp av SMT, testdata för värmeavledning mellan ångkammare och aluminiumplåt
Ångkammaren har mer enhetlig värmeavledning och snabbare ledning.
Från två test vet vi att:
Ångkammaren tål 170 grader
Ångkammaren har ingen formbegränsning
Värmeavledningen av ångkammaren sker genom kapillärhål
Tjocklek på ångkammaren minst 3MM
Ångkammarens MBTF överstiger 86 400 timmar.
Ångkammaren tål mer än 200 termiska stötar från -40 grader till 110 grader
Populära Taggar: Vapor Chamber Basic Knowledge and Performance Test, Kina, leverantörer, tillverkare, fabrik, anpassat, gratis prov, tillverkat i Kina
