熱管在大功率LED照明中的應(yīng)用
大功率LED有著節(jié)能環(huán)保、壽命長等特點,特別是近幾年,大功率LED的迅猛發(fā)展,更是這種優(yōu)勢的具體體現(xiàn)。但是大功率LED的散熱問題仍然嚴(yán)重制約著大功率LED的發(fā)展。因此改變大功率LED的散熱方式,盡可能地散發(fā)LED的熱量,對大功率LED的發(fā)展有著越來越重要的意義。
關(guān)鍵詞:大功率 LED 熱管技術(shù) 應(yīng)用優(yōu)勢
LED(Light Emitting Diode),發(fā)光二極管,是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件,它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個半導(dǎo)體的晶片,晶片的一端附在一個支架上,一端是負(fù)極,另一端連接電源的正極,使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成,一部分是P型半導(dǎo)體,在它里面空穴占主導(dǎo)地位,另一端是N型半導(dǎo)體,在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時候,它們之間就形成一個“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個晶片的時候,電子就會被推向P區(qū),在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合,然后就會以光子的形式發(fā)出能量。
大功率LED作為戶外照明的重要應(yīng)用,其優(yōu)越性表現(xiàn)在:
1.LED作為點光源,如果設(shè)計合理,很大程度上可以直接解決傳統(tǒng)球狀光源,必須依靠光反射來解決的二次取光及光損耗問題;
2.對光照射面的均勻度可控,理論上可以做到在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)完全均勻;
3.色溫可選,這樣在不同場合應(yīng)用不同色溫的LED,是提高效率、降低成本的一個重要方法途徑;
4.技術(shù)進(jìn)步空間依然很大。高導(dǎo)熱金屬材質(zhì)的發(fā)展將有力地提高LED的光效,比如科銳(CREE)已經(jīng)可以做到芯片光效達(dá)到130-150lm/W。而熱平衡散熱結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用,在保持低成本和被動散熱方式的前提下,利用高導(dǎo)熱介質(zhì),通過嶄新的器件/燈具整體結(jié)構(gòu),能成功降低熱阻,有效降低PN結(jié)結(jié)溫,使PN結(jié)工作在允許工作溫度內(nèi),保持最大量光子輸出。
一、熱管概述
1.熱管是由管殼、起毛細(xì)作用的吸液芯,以及傳遞熱能的工質(zhì)構(gòu)成。
吸液芯牢固地貼附在管殼內(nèi)壁上,并被工質(zhì)滲透。熱管自身形成一個高真空的封閉系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)如圖一所示:
其工作原理是:大功率LED所產(chǎn)生的熱量,通過對蒸發(fā)段的管壁和浸滿工質(zhì)吸液芯的導(dǎo)熱使液體工質(zhì)的溫度上升;上升到一定的溫度,液面蒸發(fā),直至達(dá)到飽和蒸汽壓,此時熱量以潛熱的方式傳遞給蒸汽,飽和蒸汽壓隨著液體溫度的上升而升高。在壓差的作用下,蒸汽流向氣壓和溫度都較低的冷凝段,并在冷凝段的氣液界面上冷凝,發(fā)出潛熱。放出的熱量從氣液界面通過吸液芯和管壁的導(dǎo)熱,傳遞給管外的散熱片。
2.熱管技術(shù)的特性:
?。?)優(yōu)良的導(dǎo)熱性熱管內(nèi)部主要靠工作液體的汽、液相變傳熱,熱阻很小,因此具有很高的導(dǎo)熱能力。
?。?)不可逆性由于溫差的存在,熱量在傳遞過程中是不可逆的。
二、熱管技術(shù)在
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