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冷卻大功率 LED:主動(dòng)與被動(dòng)方法的四個(gè)誤區(qū)

2022-08-09
來源:laocuo1142
關(guān)鍵詞: 大功率LED 冷卻散熱

  發(fā)光二極管LED( Light Emitting Diode),,作為新 ,,作為新一代綠色環(huán)保 代綠色環(huán)保 型固體照明光源,它具有:

  耗電量少,、光色純,、全固態(tài),、質(zhì)量輕、體積小,、環(huán)保等一系列的優(yōu)點(diǎn)

  在大功率照明中,,對(duì)額定功率為 100、200 甚至 600 瓦(超過 60,000 流明)的 LED 燈具的需求正在出現(xiàn),,以覆蓋廣泛的區(qū)域,。更高功率的散熱器的尺寸和重量呈指數(shù)增長(zhǎng)。結(jié)果是工具,、組裝,、運(yùn)輸和安裝的成本上升。

  LED 發(fā)光時(shí)會(huì)有部分能量轉(zhuǎn)化為熱量,,因此會(huì)使 發(fā)光時(shí)會(huì)有部分能量轉(zhuǎn)化為熱量 因此會(huì)使LED芯片溫 度升高,。

  溫度對(duì)LED芯片的工作性能影響極大,高溫會(huì)導(dǎo)致芯片出射的光子減少,, 色溫質(zhì)量下降,,加快芯片老化,縮短器件壽命等嚴(yán)重的后果,。 為保證LED正常工作,,必須將其散發(fā)出來的熱量及時(shí)的散發(fā)出去。 目前大功率LED只能將約10% ?25%的輸入功率轉(zhuǎn)化為光能,,而其余75% ?90%轉(zhuǎn)化為熱能,,因此散熱問題非常嚴(yán)峻,。

  事實(shí)證明,主動(dòng)冷卻(即使用風(fēng)扇冷卻的散熱器)可以在這些高功率水平下顯著降低尺寸,、重量和成本,。一個(gè) 400 瓦、被動(dòng)冷卻的高架固定裝置可能重 75 磅,,大小相當(dāng)于一個(gè)兩抽屜文件柜,。主動(dòng)冷卻的版本可能僅重 15 磅,不比披薩盒大,。

  這顯示了一個(gè) 2.3 英寸×2.4 英寸×1.4 英寸的細(xì)間距擠壓散熱器,,帶有一個(gè) 50 瓦的 Bridgelux LED 陣列。在沒有氣流的情況下,,它的熱阻為 4°C/W,,這意味著它只能處理大約 10 瓦。如上圖所示,,加裝低速風(fēng)扇后,,其熱阻僅為0.8°C/W,功率提升至50瓦以上,,提升5倍?。ㄕ掌?Nutron Mfg Inc. 提供)

  “為什么有人會(huì)使用被動(dòng)冷卻?”……你問,。通常這是有道理的,。通常它不會(huì)。

  想象一下,,如果汽車行業(yè)在 1905 年說……“我們不想主動(dòng)冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)(即使用散熱器和風(fēng)扇),。V-8 發(fā)動(dòng)機(jī)組現(xiàn)在將是冰箱的大小,。

  盡管該行業(yè)正在無情地接受功率超過 50 瓦的主動(dòng)冷卻,,但在許多”老派“領(lǐng)域仍然存在阻力。

  讓我們回顧一下這些人經(jīng)常重復(fù)的話題,。

  1. 風(fēng)扇噪音大

  你微波爐里的那個(gè)風(fēng)扇很吵,,你電腦里的風(fēng)扇甚至那個(gè)窗扇也是如此。但是,,采用由 Delta,、NMB、EBM-Papst 等頂級(jí)風(fēng)扇制造商制造的標(biāo)準(zhǔn)低速(低于 2000-RPM)直流滾珠軸承無刷風(fēng)扇,,并在低端運(yùn)行它的電壓范圍……你猜怎么著,?它的聲級(jí)可以低于 16-18 分貝——在離地面 7 英尺或以上的固定裝置中,在非常安靜的房間里完全聽不見,。事實(shí)上,,在安靜的房間里,,你很難在一米外聽到它。16 dB 遠(yuǎn)低于最安靜熒光燈鎮(zhèn)流器的 24-dB ANSI 標(biāo)準(zhǔn),。

  2. 風(fēng)扇不穩(wěn)定

  直流無刷滾珠軸承風(fēng)扇是電子行業(yè)任何機(jī)電元件中最引人注目和最令人羨慕的領(lǐng)域之一,。十多年來,數(shù)以百萬計(jì)的關(guān)鍵任務(wù)計(jì)算機(jī)為互聯(lián)網(wǎng)和無線通信系統(tǒng)提供動(dòng)力,,并配備使用此類風(fēng)扇的風(fēng)扇冷卻電源,,24/7 全天候運(yùn)行。這對(duì)它們久經(jīng)考驗(yàn)的可靠性和用戶信心有何影響,?

  3. LED 本身的預(yù)期壽命

  這些粉絲得到了所謂的”L10 報(bào)告“的支持,。當(dāng)在高溫和最高速度下使用時(shí),此類報(bào)告可提供預(yù)期壽命,。在主動(dòng)冷卻 LED 燈具采用的極低速度下,,預(yù)期壽命很容易超過 100,000 小時(shí),遠(yuǎn)大于 LED 本身的預(yù)期壽命,。

  4. 風(fēng)扇浪費(fèi)電力

  如上所述,,冷卻 300 瓦系統(tǒng)并以低速運(yùn)行的風(fēng)扇將使用低于 2 瓦的功率——不到系統(tǒng)功率的 0.75%……100 瓦系統(tǒng),不到 1 瓦,。

  5. 風(fēng)扇聚塵

  事實(shí)證明,,有大量真實(shí)世界的證據(jù)表明,如果您在骯臟的環(huán)境或靠近布滿灰塵的地毯地板上高速運(yùn)行風(fēng)扇,,風(fēng)扇葉片確實(shí)會(huì)積聚灰塵,,盡管灰塵實(shí)際上并不能阻止設(shè)備工作。然而,,在商業(yè)大功率環(huán)境中,,情況就不同了。

  首先,,風(fēng)扇 a) 始終處于相當(dāng)高的高度,,并且 b) 始終以非常低的速度運(yùn)行。在極低空氣速度下,,該系統(tǒng)與極低湍流,、被動(dòng)冷卻(即零空氣速度)散熱器系統(tǒng)幾乎沒有區(qū)別。結(jié)果,,在許多使用主動(dòng)冷卻的現(xiàn)有 LED 裝置中得到證明,,并得到集塵室測(cè)試的支持,在多年使用后,,任何灰塵積聚都非常少,,以至于與冷卻過程無關(guān)。



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