Design del dissipatore di calore termico a LED
Con la continua evoluzione dei materiali LED e della tecnologia di imballaggio, la luminosità dei prodotti LED viene continuamente migliorata e le applicazioni LED sono sempre più diffuse. La potenza del LED a chip singolo originale non è elevata, il potere calorifico è limitato e il problema del calore non è grande, quindi il metodo di confezionamento è relativamente semplice. Tuttavia, negli ultimi anni, con il continuo progresso della tecnologia dei materiali LED, anche la tecnologia di confezionamento dei LED è cambiata. La potenza in ingresso di un singolo LED arriva fino a più di 1 W e addirittura da 3 W a 5 W o più con la tecnologia sviluppata.
Poiché i problemi termici derivanti dall'elevata luminosità e dal sistema LED ad alta potenza saranno la chiave per influenzare la funzione del prodotto, per scaricare rapidamente il calore dei componenti LED nell'ambiente circostante, dobbiamo prima iniziare con la gestione termica a livello di imballaggio . Attualmente, la soluzione del settore è collegare il chip LED a una piastra di immersione con saldatura o materiale termoconduttivo per ridurre l'impedenza termica del modulo di imballaggio attraverso il dissipatore di calore, che è anche il modulo di imballaggio LED più comune sul mercato.
I componenti di dissipazione del calore del LED sono simili a quelli della CPU. Si tratta principalmente di moduli raffreddati ad aria composti da dissipatore di calore, tubo di calore, ventola e materiali di interfaccia termica. Naturalmente, anche il raffreddamento a liquido è una delle contromisure termiche. In termini del più popolare modulo di retroilluminazione per TV LED di grandi dimensioni attualmente, la potenza in ingresso della retroilluminazione LED da 40 pollici e 46 pollici è rispettivamente di 470 W e 550 W. Considerando che l'80% di essi si trasforma in calore, la dissipazione del calore richiesta è di circa 360 W e 440 W.
Aria condizionata :
Il raffreddamento ad aria è il modo più comune di dissipazione del calore ed è anche un modo più economico. In sostanza, il raffreddamento ad aria consiste nell'utilizzare una ventola per eliminare il calore assorbito dal dissipatore di calore. Il modello di utilità presenta i vantaggi di un prezzo relativamente basso e di un'installazione conveniente. Tuttavia, dipende fortemente dall’ambiente. Ad esempio, quando la temperatura aumenta e si verifica l'overclocking, le prestazioni di dissipazione del calore saranno notevolmente influenzate.
Raffreddamento a liquido:
Il raffreddamento a liquido toglie il calore del LED attraverso la circolazione forzata del liquido azionata dalla pompa. Rispetto al raffreddamento ad aria, presenta i vantaggi di un raffreddamento silenzioso e stabile, di una minore dipendenza dall'ambiente e così via. Il prezzo del raffreddamento a liquido è relativamente alto e l'installazione è relativamente problematica. Per motivi di costo e facilità d'uso, l'acqua viene solitamente utilizzata come liquido termoconduttore per la dissipazione del calore del raffreddamento a liquido, quindi i dissipatori di calore con raffreddamento a liquido sono spesso chiamati dissipatori di calore raffreddati ad acqua.
Raffreddamento mediante refrigerazione dei semiconduttori:
Il raffreddamento a semiconduttore utilizza uno speciale chip di refrigerazione a semiconduttore per generare una differenza di temperatura all'accensione. Finché il calore all'estremità ad alta temperatura può essere dissipato efficacemente, l'estremità a bassa temperatura verrà continuamente raffreddata. C'è una differenza di temperatura su ciascuna particella del semiconduttore. Un foglio di refrigerazione è composto da dozzine di tali particelle in serie, quindi si forma una differenza di temperatura sulle due superfici del foglio di refrigerazione. Utilizzando questo fenomeno della differenza di temperatura, combinato con il raffreddamento ad aria/raffreddamento ad acqua per raffreddare l'estremità ad alta temperatura, è possibile ottenere un eccellente effetto di dissipazione del calore.
La refrigerazione a semiconduttore presenta i vantaggi di una bassa temperatura di refrigerazione e di un'elevata affidabilità. La temperatura superficiale fredda può scendere sotto i meno 10 gradi, ma il costo è troppo alto e potrebbe causare un cortocircuito a causa della temperatura troppo bassa. Inoltre, il processo di chip di refrigerazione dei semiconduttori non è maturo e non ampiamente utilizzato.
