แผงระบายความร้อน LED กระจายความร้อนได้อย่างไร?

แผงระบายความร้อนของไฟ LED นั้นเป็น "ระบบส่งผ่านความร้อน" ที่ออกแบบมาอย่างพิถีพิถัน เป้าหมายคือการ "ขนส่ง" ความร้อนที่เกิดจากชิป LED ไปยังอากาศโดยรอบอย่างรวดเร็ว เพื่อป้องกันไม่ให้ชิปร้อนเกินไปและทำงานล้มเหลว

 

 

กระบวนการนี้อาศัยวิธีการถ่ายเทความร้อนทางกายภาพขั้นพื้นฐานสามวิธี ได้แก่ การนำความร้อน การพาความร้อน และการแผ่รังสีความร้อน มาแบ่งกระบวนการนี้ทีละขั้นตอน:

 

กระบวนการกระจายความร้อนสาม-ขั้นตอน

 

ขั้นตอนที่ 1: การนำความร้อน - "ทางหลวงภายใน"

นี่คือจุดเริ่มต้นและรากฐานของการถ่ายเทความร้อน

 

1. แหล่งความร้อน: เมื่อจ่ายไฟและเปล่งแสง ชิป LED จะสร้างความร้อนจำนวนมาก ความร้อนนี้รวมตัวอยู่ภายในชิปเล็กๆ ทำให้เกิดเป็น "ฮอตสปอต" ที่อุณหภูมิสูง

 

2. ทางเดิน:

ขั้นแรกชิปจะถูกบัดกรีลงบนพื้นผิวโลหะ (โดยทั่วไปคือซับสเตรตอะลูมิเนียมหรือ MCPCB) ชั้นฐานของวัสดุพิมพ์เป็นฉนวน ด้านล่างมีชั้นอะลูมิเนียมนำไฟฟ้า หน้าที่หลักคือการนำความร้อนออกจากชิปอย่างรวดเร็วจากด้านข้าง

 

จากนั้นซับสเตรตโลหะนี้จะถูกยึดติดอย่างแน่นหนากับตัวแผงระบายความร้อนโดยใช้จาระบีระบายความร้อน จาระบีระบายความร้อนจะเติมช่องว่างอากาศขนาดเล็กมาก (อากาศเป็นตัวนำความร้อนที่ไม่ดี) ช่วยให้มั่นใจในการถ่ายเทความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

 

ตัวระบายความร้อนนั้นถูกสร้างขึ้นจากวัสดุที่มีค่าการนำความร้อนสูง (เช่น อลูมิเนียม หรือสำหรับสารละลายที่สูงกว่า{0}}ก็คือทองแดง) ความร้อนกระจายอย่างรวดเร็วทั่วโครงสร้างภายในของแผงระบายความร้อน รวมถึงทุกครีบ

 

หลักการสำคัญที่นี่คือ: ผ่านวัสดุระบายความร้อนที่เหนือกว่าและการสัมผัสที่แน่นหนา ความร้อนจะถูกเปลี่ยนอย่างรวดเร็วจากแหล่งกำเนิด "จุด" ไปเป็นแหล่ง "พื้นผิว" ทั่วทั้งแผงระบายความร้อน

 

 

ขั้นตอนที่สอง: การพาความร้อน - "ปฏิกิริยากับอากาศ"

นี่เป็นขั้นตอนสำคัญในการกระจายความร้อนในที่สุด

 

1. การเพิ่มพื้นที่ผิว: แผงระบายความร้อนได้รับการออกแบบให้มีโครงสร้างคล้ายครีบ เรียงเป็นแนว หรือเข็ม-เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวที่สัมผัสกับอากาศให้มากที่สุดภายในปริมาตรที่จำกัด พื้นที่ผิวที่ใหญ่ขึ้นช่วยให้สัมผัสกับอากาศได้มากขึ้น

 

2. การไหลของอากาศ:

การพาความร้อนตามธรรมชาติ: สำหรับหลอดไฟหรืออุปกรณ์ติดตั้ง LED กำลังต่ำ- การพาความร้อนตามธรรมชาติก็เพียงพอแล้ว อากาศที่ร้อนรอบๆ หม้อน้ำจะมีความหนาแน่นน้อยลงและเพิ่มขึ้น โดยดึงอากาศรอบๆ ที่เย็นกว่ามาแทนที่ ซึ่งจะสร้างวงจรการไหลเวียนของอากาศที่ต่อเนื่องและเงียบซึ่งจะกระจายความร้อนอย่างต่อเนื่อง "ความอบอุ่น" ที่คุณสัมผัสได้ด้วยมือคืออากาศที่ร้อนขนาดนี้

 

การพาความร้อนแบบบังคับ: สำหรับ LED กำลังสูง- เช่น โปรเจคเตอร์ ไฟหน้ารถยนต์ หรือไฟเวที การพาความร้อนตามธรรมชาติจะไม่เพียงพอ พัดลมขนาดเล็กถูกเพิ่มเข้าไปในแผงระบายความร้อน โดยใช้การไหลเวียนของอากาศแบบบังคับเพื่อเร่งการกระจายความร้อนได้อย่างมาก คล้ายกับการเพิ่มพัดลมให้กับ CPU ของคอมพิวเตอร์

หลักการสำคัญคือ: ถ่ายเทความร้อนจากแผงระบายความร้อนโลหะไปยังอากาศที่กำลังเคลื่อนที่อย่างมีประสิทธิภาพผ่านพื้นที่ผิวขนาดใหญ่และการไหลของอากาศ

 

ขั้นตอนที่สาม: การแผ่รังสีความร้อน - "ตัวช่วยที่มองไม่เห็น"

วัตถุใดๆ ที่มีอุณหภูมิจะปล่อยพลังงานออกไปด้านนอกในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

เมื่อแผ่นระบายความร้อนร้อนขึ้น มันก็จะแผ่พลังงานอินฟราเรดออกไปด้านนอก โดยจะกระจายความร้อนบางส่วนออกไป

ในการจัดการความร้อน LED การแผ่รังสีความร้อนมีส่วนช่วยค่อนข้างน้อย (โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่อุณหภูมิต่ำ) แต่ก็มีอยู่จริง การทาสีพื้นผิวแผงระบายความร้อนด้วยสีดำหรือสีเข้มจะช่วยเพิ่มการระบายความร้อนด้วยการแผ่รังสี เนื่องจากพื้นผิวสีเข้มมีการปล่อยรังสีสูงกว่า อย่างไรก็ตาม ด้วยเหตุผลด้านความสวยงามและสิ่งสกปรก- ตัวระบายความร้อนเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่จึงยังคงเป็นสีเงิน-สีขาว

 

 

 

 

เรื่องย่อ: คำอุปมาที่ชัดเจน

ลองนึกภาพระบบระบายความร้อนทั้งหมดเป็นพอร์ตที่คึกคัก:

ชิป LED เป็น "โรงงาน" ที่ผลิต "สินค้าความร้อน" อย่างต่อเนื่อง

จาระบีระบายความร้อนและพื้นผิวโลหะเป็น "ทางหลวงขนส่งสินค้าความเร็วสูง-" ที่เชื่อมต่อโรงงานกับถนนสายหลัก

ตัวแผ่นระบายความร้อนคือพื้นที่จัดเก็บและท่าเรือขนาดใหญ่ของท่าเรือ

ครีบระบายความร้อนเป็นแถวท่าเทียบเรือที่ท่าเรือ ช่วยเพิ่มความสามารถในการบรรทุกและขนถ่ายสินค้าพร้อมกันได้อย่างมาก

อากาศเป็นเรือบรรทุกสินค้าที่ขนส่งสินค้า

การพาความร้อนตามธรรมชาติอาศัยการขนส่งตามธรรมชาติผ่านกระแสน้ำและลม

พัดลม-บังคับพาความร้อนใช้เรือลากจูงและมอเตอร์เพื่อเร่งการขนถ่ายและการขนส่ง

 

หากพอร์ต (ระบบทำความเย็น) ได้รับการออกแบบมาอย่างดี- สินค้า (ความร้อน) จะถูกเคลื่อนย้ายออกไปอย่างรวดเร็ว ทำให้โรงงาน (ชิป LED) ทำงานเต็มประสิทธิภาพได้ตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน (เปล่งแสง) หากท่าเรือแออัด ท่าเทียบเรือไม่เพียงพอ (พื้นที่กระจายความร้อนน้อย) หรือไม่มีเรือบรรทุกสินค้า (การไหลเวียนของอากาศไม่ดี) สินค้าจะกองพะเนินเทินทึก ส่งผลให้โรงงานต้องปิดตัวลงในที่สุด (ไฟ LED เสื่อมหรือเสียหาย)

 

ดังนั้น การออกแบบแผงระบายความร้อน LED ที่ยอดเยี่ยมจึงทำให้เกิดความสมดุลที่เหมาะสมที่สุดระหว่างองค์ประกอบสามประการ: วัสดุ (การนำความร้อนสูง) โครงสร้าง (พื้นที่ผิวขนาดใหญ่) และการระบายอากาศ (ส่งเสริมการพาความร้อน)

 

ZP HEATSINK มีความเชี่ยวชาญด้านโซลูชั่นฮีทซิงค์แบบกำหนดเองมาเป็นเวลา 20 ปี ส่งความต้องการของคุณผ่านทาง https://www.zpheatsink.com/contact- เรา หรือส่งอีเมลภาพวาดทางเทคนิคไปที่ general@zp-aluminium.com เพื่อเริ่มขั้นตอนแรกของโครงการแผงระบายความร้อนของคุณ

 

จากการวาดภาพสู่ความเป็นจริง ZP ช่วยให้คุณบรรลุเป้าหมาย