LED-Thermodesign
Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung von LED-Materialien und Verpackungstechnologie wird die Helligkeit von LED-Produkten kontinuierlich verbessert, und LED-Anwendungen werden immer weiter verbreitet. Die Leistung der ursprünglichen Single-Chip-LED ist nicht hoch, der Heizwert ist begrenzt und das Wärmeproblem ist nicht groß, daher ist die Verpackungsmethode relativ einfach. In den letzten Jahren hat sich jedoch mit dem kontinuierlichen Durchbruch der LED-Materialtechnologie auch die Verpackungstechnologie von LED verändert. Die Eingangsleistung einer einzelnen LED beträgt bis zu mehr als 1 W und mit der entwickelten Technologie sogar bis zu 3 W bis 5 W pr höher.
Da die thermischen Probleme, die sich aus LED-Systemen mit hoher Helligkeit und hoher Leistung ergeben, der Schlüssel zur Beeinträchtigung der Produktfunktion sein werden, müssen wir zunächst mit dem Wärmemanagement auf Verpackungsebene beginnen, um die Wärme von LED-Komponenten schnell an die Umgebung abzugeben . Derzeit besteht die Lösung der Industrie darin, den LED-Chip mit Lötmittel oder wärmeleitendem Material mit einer Tauchplatte zu verbinden, um die thermische Impedanz des Gehäusemoduls durch den Kühlkörper zu reduzieren, der auch das am weitesten verbreitete LED-Gehäusemodul auf dem Markt ist.
Die Wärmeableitungskomponenten von LEDs ähneln denen von CPUs. Es handelt sich hauptsächlich um luftgekühlte Module, die aus Kühlkörper, Wärmerohr, Lüfter und thermischen Schnittstellenmaterialien bestehen. Zu den thermischen Gegenmaßnahmen gehört natürlich auch die Flüssigkeitskühlung. In Bezug auf das derzeit beliebteste großformatige LED-TV-Hintergrundbeleuchtungsmodul beträgt die Eingangsleistung der 40-Zoll- und 46-Zoll-LED-Hintergrundbeleuchtung 470 W bzw. 550 W. Da 80 Prozent von ihnen in Wärme umgewandelt werden, beträgt die erforderliche Wärmeableitung etwa 360 W und 440 W.
Luftkühlung:
Luftkühlung ist die gebräuchlichste Art der Wärmeableitung, und sie ist auch eine billigere Methode. Im Wesentlichen besteht die Luftkühlung darin, einen Lüfter zu verwenden, um die vom Kühlkörper aufgenommene Wärme abzuführen. Das Gebrauchsmuster hat die Vorteile eines relativ niedrigen Preises und einer bequemen Installation. Es ist jedoch stark von der Umgebung abhängig. Wenn beispielsweise die Temperatur ansteigt und übertaktet wird, wird die Wärmeableitungsleistung stark beeinträchtigt.
Flüssigkeitskühlung:
Die Flüssigkeitskühlung führt die Wärme der LED durch die von der Pumpe angetriebene Zwangszirkulation der Flüssigkeit ab. Im Vergleich zur Luftkühlung hat es die Vorteile einer leisen, stabilen Kühlung, einer geringeren Abhängigkeit von der Umgebung und so weiter. Der Preis einer Flüssigkeitskühlung ist relativ hoch und die Installation relativ mühsam. Aus Kostengründen und der Benutzerfreundlichkeit wird üblicherweise Wasser als wärmeleitende Flüssigkeit für die Flüssigkeitskühlung zur Wärmeableitung verwendet, daher werden Flüssigkeitskühlungs-Kühlkörper oft als wassergekühlte Kühlkörper bezeichnet.
Kühlung der Halbleiterkühlung:
Die Halbleiterkühlung verwendet einen speziellen Halbleiter-Kühlchip, um beim Einschalten eine Temperaturdifferenz zu erzeugen. Solange die Wärme am Hochtemperaturende effektiv abgeführt werden kann, wird das Niedertemperaturende kontinuierlich gekühlt. An jedem Halbleiterpartikel gibt es einen Temperaturunterschied. Eine Kühlfolie besteht aus Dutzenden solcher Partikel in Reihe, so dass auf den beiden Oberflächen der Kühlfolie ein Temperaturunterschied entsteht. Unter Verwendung dieses Temperaturdifferenzphänomens in Kombination mit Luftkühlung/Wasserkühlung zum Kühlen des Hochtemperaturendes kann ein ausgezeichneter Wärmeableitungseffekt erzielt werden.
Die Halbleiterkühlung hat die Vorteile einer niedrigen Kühltemperatur und einer hohen Zuverlässigkeit. Die kalte Oberflächentemperatur kann unter minus 10 Grad liegen, aber die Kosten sind zu hoch und es kann zu Kurzschlüssen aufgrund zu niedriger Temperatur kommen. Darüber hinaus ist der Prozess des Halbleiterkühlchips noch nicht ausgereift und nicht weit verbreitet.
