半导体

LED高效散热技术

作者:电子信息产业网来源:电子信息产业网发布时间:2013-07-05 14:29我要评论

北京工业大学建筑工程学院教授、光威能源CTO 赵耀华

赵耀华:谢谢咱们联盟给这样一个机会,我是一直做散热,最早是做芯片散热,我们第一代的芯片我参与过,一直做CPU推动式的散热,不用消耗电源,最早就是热管技术,一直从事这方面的研究。应该是86年开始一直到现在一直从事热方面的研究。

今天因为是LED工业的大会,作为我们这一块作为散热,第一块是LED照明的意义与LED散热的现状,第二是微热管贞烈及其散热技术,第三微热管陈列恩散热模组。我们以往拼起来太大,30瓦模组,100瓦模组没有关系,我探究一直下去的话散热问题没有,但是引来是一个重量,你用最便宜的材料成本也会上来,其他问题我们不用再提了,针对散热问题主要是针对我们现在要减少重量要减少成本,我们现在用的工矿灯,大型路灯LED的散热,这个散热大家意识到非常严重。尤其是在分散光源在比较小的范围内集中起来的灯,射灯也是这样的,这个问题非常严重。我们大家知道对于一个好的LED的照明系统,它的温度要求最好是控制在85度以下,当然越低越好,温度越低,它的效率越高,寿命越长。要解决这个问题用传统我们铝型材是不够的,我们即使用铜的话,它的散热特别在大功率的芯片中心的位置它的温度是非常高,它靠导热,我们导热系统铜是400,铝是200,找过一百两百瓦或者更高的温度,中心温度更高,达到80多度,90多度,散热不好上百温度都有可能。半导体材料包括我们光伏包括LED,温度越低性能越高,相对越高,还有一个寿命问题。解决大功率的散热我们铝型材刚刚提到有本身的导热,起到大型的散热作用,要解决这个问题,我们提到散热问题造成LED的影响。我们最常见的散热技术用铝型材,我们的芯片散热。LED内传热温降每瓦6到10度,我这里主要提到外部散热,拿着芯片跟外部铜接触,这块的散热,第一把LED的热吸出来,第二要把这个热要传出去,所以引到芯片上面来,通过芯片我们热忱的设计,第三用模拟和实验都可以做到。

第一把热吸出来,第二把热传出去,这两个问题没有一定技术含量很难解决这个问题。从目前来看从我们CPU,从其他大功率的器械来,只有向热才能解决这个问题。温度不变的情况下我水100度情况下,可以把热源源不断的吸收下来,我们使用别的液体,在压力比较低的时候,也可以把热源源不断的吸出来,液冷技术,通过水对流的方式把热量带走,这个需要消耗水。或者要通过其他散热器最终把这个散出去,对于我们LED显然是不合适的。

我刚才介绍我们主要是被动式的,我刚才说热管,一旦加热上面是冷却,里面蒸发再回流这样一个过程,实现热的吸收移动然后散出,三个功能。有一个根本的缺点就是表面积比较小,我们LED散热主要把这个热通过翅片散热过去,这个跟翅片接触周长很小,所以很难单根或者多根实现的传热想比较小,尤其跟翅片接受,翅片效应要降低。

我们有热柱,比热管粗一些,原理跟热管一个原理,只不过它体积大,底面直接跟LED结合起来。

还有一个微槽群蒸发热器。还有一个蒸汽腔,这个做支架用到,各个方向基本同性能传热,把密度非常大的热流,使一个高微流的密度转化成低微流的密度,这个密度降低了1%%,这个密度降低以后,我们传热就容易实现了。但是包括我们热柱还是热管有一个特点就是柔性的,一旦定下来无法改变,这个只能吸收,不能传递到远的地方去。我们这边开发了一个微热管陈列,两个样品,一个表面处理的一个表面没有处理的,这是平板状的可以跟我们LED很好的结合起来,往大起到吸热的同时可以把热传递到很远的地方,这个既可以作为吸热材料又可以作为热的传递材料,这个是柔性的跟我们翅片进行结合,这样使我们翅片散热效率达到最大。一米长的微热管陈列温差大概一度左右,所以均温性很好,还有可以承受很大密度,LED的密度要比CPU小的多,我们CPU3乘3只有一百瓦,两百瓦,平均到厘米要远远低于CPU的,针对LED的话,密度对它来讲是小事,CPU大约的密度使用这个微热管陈列。因为时间关系我稍微简单介绍一下。这个微热管陈列这是两个温度图。我们刚刚变型以后的均温性,基本上是一致的。

这里面我把现有的比较先进的传热器件进行一个比较。单一的翅片,传统圆热管翅片式,均温板等。这个我们已经用在工矿灯,路灯上面,现在我们产品大概每瓦1.2公斤,大家有兴趣的话,大家下面可以交流,有问题的话可以问。


责任编辑:赵强
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