Por que as lâmpadas LED são maiores que as lâmpadas tradicionais?

Por que as lâmpadas LED são maiores que as lâmpadas tradicionais?

Principalmente por causa da tecnologia de resfriamento LED. A dissipação de calor é um fator importante que afeta a intensidade de iluminação das lâmpadas LED. O dissipador de calor pode resolver o problema de dissipação de calor de lâmpadas LED de baixa iluminação. Um dissipador de calor não pode resolver o problema de dissipação de calor das lâmpadas LED de 75W ou 100W. Para atingir a intensidade de iluminação desejada, devem ser utilizadas técnicas de resfriamento ativo para compensar o calor liberado pelos componentes da luminária LED. Algumas soluções de resfriamento ativo, como ventiladores, não duram tanto quanto as luminárias de LED. A fim de fornecer uma solução prática de resfriamento ativo para luminárias LED de alto brilho, a tecnologia de resfriamento deve ter baixo consumo de energia; adequado para luminárias pequenas; e têm uma vida útil semelhante ou superior à da fonte de luz.

De modo geral, os radiadores podem ser divididos em resfriamento ativo e resfriamento passivo de acordo com a forma de remoção do calor do radiador.

A dissipação de calor passiva significa que o calor da fonte de luz LED da fonte de calor é naturalmente dissipado no ar através do dissipador de calor. O efeito de dissipação de calor é proporcional ao tamanho do dissipador de calor, mas como dissipa o calor naturalmente, o efeito é bastante reduzido. É frequentemente utilizado por quem não necessita de espaço. Por exemplo, algumas placas-mãe populares também adotam resfriamento passivo na ponte norte, e a maioria delas adota resfriamento ativo. O resfriamento ativo é forçado por dispositivos de resfriamento, como ventiladores. O calor emitido pelo dissipador de calor é retirado, o que se caracteriza pela alta eficiência de dissipação de calor e pelo pequeno tamanho do dispositivo.

O resfriamento ativo pode ser dividido em resfriamento a ar, resfriamento a líquido, resfriamento por tubo de calor, resfriamento de semicondutores, resfriamento químico e assim por diante. A dissipação de calor refrigerada a ar é o método de dissipação de calor mais comum e também é um método mais barato em comparação. O resfriamento a ar é essencialmente o uso de um ventilador para retirar o calor absorvido pelo radiador. Tem as vantagens de preço relativamente baixo e instalação conveniente. No entanto, é altamente dependente do meio ambiente. Por exemplo, quando a temperatura aumenta e faz overclock, seu desempenho de refrigeração será bastante afetado.

Atualmente, a dissipação de calor das lâmpadas LED inclui principalmente os seguintes métodos:

1. Resfriamento líquido

A dissipação de calor refrigerada a líquido é a circulação forçada de líquido para retirar o calor do radiador sob o acionamento da bomba. Comparado com o resfriado a ar, tem as vantagens de silêncio, resfriamento estável e menor dependência do meio ambiente. O preço do resfriamento líquido é relativamente alto e a instalação é relativamente problemática. Ao mesmo tempo, tente instalar de acordo com o método instruído no manual para obter o melhor efeito de dissipação de calor. Por razões de custo e facilidade de uso, a dissipação de calor refrigerada a líquido geralmente usa água como líquido de transferência de calor, portanto, os radiadores refrigerados a líquido são frequentemente chamados de radiadores refrigerados a água.

2. Tubo de calor

Um tubo de calor é um elemento de transferência de calor, que faz pleno uso do princípio da condução de calor e das propriedades rápidas de transferência de calor do meio de refrigeração e transfere calor através da evaporação e condensação do líquido no tubo de vácuo totalmente fechado. A área de transferência de calor em ambos os lados quente e frio pode ser alterada arbitrariamente, a transferência de calor de longa distância e a temperatura podem ser controladas. vantagem. Sua condutividade térmica excede em muito a de qualquer metal conhecido.

3. Refrigeração de semicondutores

A refrigeração de semicondutores consiste em usar uma folha especial de refrigeração de semicondutores para gerar uma diferença de temperatura quando é energizada para resfriar. Contanto que o calor no lado de alta temperatura possa ser efetivamente dissipado, o lado de baixa temperatura será resfriado continuamente. Uma diferença de temperatura é gerada em cada partícula semicondutora, e uma folha de refrigeração é composta por dezenas dessas partículas em série, formando assim uma diferença de temperatura entre as duas superfícies da folha de refrigeração. Usando este fenômeno de diferença de temperatura, com resfriamento a ar/resfriamento a água para resfriar a extremidade de alta temperatura, um excelente efeito de dissipação de calor pode ser obtido. A refrigeração semicondutora tem as vantagens de baixa temperatura de refrigeração e alta confiabilidade. A temperatura da superfície fria pode atingir menos de 10 °C negativos, mas o custo é muito alto e pode causar um curto-circuito devido à temperatura muito baixa, e a tecnologia atual de refrigeração de semicondutores é imatura e insuficiente. prático.

4. Refrigeração química

A chamada refrigeração química consiste em usar alguns produtos químicos de temperatura ultrabaixa e usá-los para absorver muito calor quando derretem para reduzir a temperatura. O uso de gelo seco e nitrogênio líquido é mais comum nesse sentido. Por exemplo, o uso de gelo seco pode reduzir a temperatura para menos de 20°C negativos, e alguns jogadores mais 'pervertidos' usam nitrogênio líquido para reduzir a temperatura da CPU para menos de 100°C negativos (teoricamente), é claro, devido ao alto preço e duração muito curta, este O método é mais comum no laboratório ou em entusiastas de overclocking extremo.

Escolha do material de dissipação de calor. De modo geral, os radiadores comuns resfriados a ar escolhem naturalmente o metal como material do radiador. Para o material selecionado, espera-se que ele possua alto calor específico e alta condutividade térmica. Prata e cobre são os melhores materiais termicamente condutores, seguidos de ouro e alumínio. Mas o ouro e a prata são muito caros, por isso, atualmente, os dissipadores de calor são feitos principalmente de alumínio e cobre. Em comparação, as ligas de cobre e alumínio têm suas próprias vantagens e desvantagens: o cobre tem boa condutividade térmica, mas é caro, difícil de processar, pesado e a capacidade térmica dos radiadores de cobre é pequena e fácil de oxidar. . Por outro lado, o alumínio puro é demasiado macio para ser usado diretamente. Somente ligas de alumínio são usadas para fornecer dureza suficiente. As vantagens das ligas de alumínio são o baixo preço e o peso leve, mas a condutividade térmica é muito pior que a do cobre. Portanto, na história do desenvolvimento dos radiadores, também surgiram os seguintes materiais:

1. Dissipador de calor de alumínio puro

O radiador de alumínio puro é o radiador mais comum nos primeiros dias. Seu processo de fabricação é simples e o custo é baixo. Até agora, o radiador de alumínio puro ainda ocupa uma parte considerável do mercado. A fim de aumentar a área de dissipação de calor de suas aletas, o método de processamento mais comumente utilizado para radiadores de alumínio puro é a tecnologia de extrusão de alumínio, e os principais indicadores para avaliar um radiador de alumínio puro são a espessura da base do radiador e a relação Pin-Fin. Pin refere-se à altura das aletas do dissipador de calor e Fin refere-se à distância entre duas aletas adjacentes. A relação Pin-Fin é a altura do Pin (excluindo a espessura da base) dividida pela Fin. Quanto maior a relação Pin-Fin, maior será a área efetiva de dissipação de calor do radiador e mais avançada será a tecnologia de extrusão de alumínio.

2. Dissipador de calor de cobre puro

A condutividade térmica do cobre é 1,69 vezes a do alumínio, portanto, sendo outras coisas iguais, um dissipador de calor de cobre puro pode retirar o calor da fonte de calor mais rapidamente. No entanto, a textura do cobre é um problema. Muitos 'radiadores de cobre puro' anunciados não são realmente 100% cobre. Na lista de cobre, o cobre com teor de cobre superior a 99% é chamado de cobre livre de ácido, e o próximo tipo de cobre é o cobre Dan com teor de cobre inferior a 85%. A maioria dos dissipadores de calor de cobre puro no mercado atualmente possui um teor de cobre entre os dois. O teor de cobre de alguns radiadores de cobre puro inferiores não chega a 85%. Embora o custo seja muito baixo, sua condutividade térmica é bastante reduzida, o que afeta a dissipação de calor. Além disso, o cobre também apresenta deficiências óbvias, como alto custo, difícil processamento e muita massa do dissipador de calor, o que dificulta a aplicação de dissipadores de calor totalmente em cobre. A dureza do cobre vermelho não é tão boa quanto a da liga de alumínio AL6063, e o desempenho de alguns processamentos mecânicos (como ranhuramento) não é tão bom quanto o do alumínio; o ponto de fusão do cobre é muito superior ao do alumínio, o que não conduz à extrusão e outros problemas.

3. Tecnologia de ligação cobre-alumínio

Depois de considerar as respectivas deficiências do cobre e do alumínio, alguns radiadores de última geração no mercado costumam usar processos de fabricação combinados de cobre-alumínio. Esses dissipadores de calor geralmente usam bases metálicas de cobre, enquanto as aletas do dissipador de calor são feitas de liga de alumínio. Claro, além da base de cobre, também existem métodos como o uso de pilares de cobre para o dissipador de calor, que também segue o mesmo princípio. Com alta condutividade térmica, a superfície inferior de cobre pode absorver rapidamente o calor liberado pela CPU; as aletas de alumínio podem ser feitas no formato mais favorável para dissipação de calor por meio de processos complexos e fornecem um grande espaço de armazenamento de calor e liberam-no rapidamente. Foi encontrado um equilíbrio em todos os aspectos.

Para melhorar a eficiência luminosa e a vida útil dos LEDs, resolver o problema de dissipação de calor dos produtos LED é uma das questões mais importantes nesta fase. Portanto, o uso da litografia de luz amarela para fazer substratos de dissipação de calor cerâmicos de película fina se tornará um dos catalisadores importantes para promover a melhoria contínua de LEDs de alta potência.

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