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散热原理介绍

时间: 2014-5-26 16:57:28浏览:2157
  

(一)核心散热技术原理:

针对LED照明光源设计的散热器,采用高密度导流道结构热沉的复合相变换热技术原理,液体工质在此结构热沉中受热会产生复合相变,这种微细尺度的复合相变强化换热机理极大地提高了取热能力,以实现极高换热系数和热流密度的传热过程,同时结合高真空冷凝立体循环系统,利用无温差相变模式热扩散实现了集蒸发器与冷凝器为一体的高效无功耗散热器,彻底解决了大功率LED集成光源芯片因蓄热而引起的光衰老化问题。

 

该技术已取得多项技术专利。

本款路灯产品中我司散热器产品为密闭腔体加太阳花式散热肋片结构,由取热、导热、散热三个过程来实现功能。

 

1、取热过程:

高导热金属材料(导热系数为209W/m-K)将LED光源芯片工作时产生的热量迅速吸收并均匀散布于散热器取热板,取热板的另一面为密闭腔体的底板,上面密布高密导流道,在高真空环境下,当散热底板温度累积至触发腔内液体相变临界点时,腔内液体产生复合相变,以每秒300米的速度,将不小于40千焦/摩尔的热量从取热板上带走,以达到给LED芯片降温的目的。

 

2、导热过程

密闭于腔体内相变为气体的介质,在同样的高真空环境下,遇腔壁时,由于温度差,于腔壁冷凝结露,相变成液体,同时释放热量均匀传递给腔壁,当液体累积到一定量时,由于重力作用,回流至腔体底部,参与下一次相变过程,周而复始将热量带走。

 

3、散热过程

腔壁及散热肋片同样为导热系数209W/m-K的金属导热材料,所以腔壁取得的热量,可以迅速而均匀的传导至散热器的所有表面,并与周围的空气进行充分的热交换,而波浪式散热肋片大大增加了散热面积,太阳花式结构设计所产生的烟囱效应更容易促进热空气流动,这些都极大强化了散热效果。

 

由我司散热器拍摄热成像图:

 

 

 

技术特点:

1  冷却能力超强:取热热流密度已达400W/cm2,其能力比水冷高1000倍,比热管高约100倍。

2  散热均温性优越:冷却器表面温度均匀性在±2℃以内。

3  重量轻、体积小:重量不到传统散热器的25%,体积可小到传统散热器的20%以下。

4  无功耗冷却:被动式散热,无需风扇水泵,无冷却用能耗。

5、可靠性高:装置简洁紧凑,工作稳定,无启动问题,可靠性远高于风扇、水冷和铜铝结合热管散热器。

6、节能环保;相变工质环境友好。

7、使用寿命长:在-50~150℃环境中使用,冷却器寿命可达10年以上。

 

(二)核心电源技术原理:

本公司自主研发生产的LED多段自适应控温电源, 包括辅助电源绕组L3、基准电阻RL、产生基准信号的基准电压源VF、多路温度传感器TM1TMn、采样电路FB、电流取样电阻Rcs、过压保护电路、恒流控制器,多路温度传感器并联后连接采样电路FB,恒流控制器连接采样电路及过压保护电路,电流取样电阻Rcs采样后通过电流检测电路、前沿消隐电路、MOS管及驱动电路与恒流控制器连接。

 

技术特点:

1、可结合本公司独特的散热技术, 用于LED灯具中, 各项指标参数整体性能均优于市场现有同类产品。

2、LED芯片温度有效控制在正常工作的范围内、使LED灯具的寿命大大延长、功能强、成本低。

3、带有有源功率因数校正的高精度恒流控制,适用于全范围输入电压65-284V,功率覆盖1W1000W

4、采用高精度线电压补偿技术和宽负载电压补偿技术,可以达到优异的线电压调整率和负载电压调整率。

5、抗浪涌,防雷击等多重保护功能来加强系统可靠性,输出端包括LED开路保护、LED短路保护、输入端包括芯片供电过压保护、欠压保护,整机系统实现温度控制保护,并且所有的保护状态都具有自动重启功能。

 

(三)结构设计原理:

    整灯采取模块化结构,散热器采取太阳花结构,结合模组镂空设计上下通透,长期沙尘堆积影响散热表面积低于3%,模组在微风及雨水作用下均有自清洁效应,解决了雨水及沙尘的积存问题,从而保证了整灯的散热效果。

 

(四)相变金属导热膜技术介绍

(工艺名称:超低温金属导热焊接或触接)

   相变材料(PCM)是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质。相变材料由固态变为液态或由液态变为固态的过程称为相变过程,这时相变材料将吸收或释放大量的潜热,但温度不变。

   

    导热相变材料关键性能是其相变的特性:在室温下材料是固体,并且便于处理,当用于散热器与热源器件之间的表面时,一旦达到器件工作温度时相变材料变软,加一点加紧力,材料就像导热硅脂一样很容易就和两个配合表面整合了。这种完全填充界面气隙和器件与散热片间空隙的能力,使得相变垫优于非流动弹性体或石墨基热垫,并且获得类似于导热硅脂的性能。

 

相变金属导热膜是一款可返修和可重复的特种导热界面材料,用于使高功率密度的热源器件和与之相连的散热器之间的热阻降低到最小,从而使散热片的性能达到最佳,连接方式为超低温焊接或者便于拆装的触接。

 

与传统导热硅脂相比,具有以下明显优势:

1、纯金属,没有有机物的缺点。

2、导热系数高达50-130W/M.K,是导热硅脂(5W/M.K)10-26倍。

3、相变温度43-99度(固-液转换)可以填充较大的缝隙,可以多次或单次排除空气,减少热阻,达到最佳的导热效果。

4、产品稳定性好,不含硅油,无挥发,长期使用无质量损耗,不会对元器件造成不良影响。

 

 

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