एलईडी में वाष्प कक्ष का ताप अपव्यय प्रभाव

उच्च-शक्ति एलईडी की मुख्य समस्या "गर्मी" है

क्री XLamp XR-E की परीक्षण रिपोर्ट के अनुसार, कम एलईडी तापमान इसके जीवनकाल और चमकदार प्रवाह को बढ़ा सकता है।

40मिलि (1 मिमी²) एलईडी चिप का डेटा

1W चिप: ताप प्रवाह 100W/CM² के करीब

3W चिप: ताप प्रवाह 300W/CM² के करीब

उपरोक्त परीक्षण रिपोर्ट और डेटा से, हम जान सकते हैं कि एलईडी हीट की समस्या कुल ताप प्रवाह के बजाय मुख्य रूप से उच्च ताप घनत्व (हॉट स्पॉट) का अधिक गरम होना है।

हॉट स्पॉट पर ओवरहीटिंग फोकस, यह एलईडी के जीवनकाल और चमकदार प्रवाह को प्रभावित करेगा।

हॉट स्पॉट पर हीट फोकस की समस्या का समाधान कैसे करें? हमने पाया कि उच्च दक्षता वाले हीट स्प्रेडर गर्मी को तेजी से फैला सकते हैं, जिससे गर्मी को गर्म स्थानों पर केंद्रित होने से बचाया जा सकता है। और वाष्प कक्ष एक प्रकार का ताप विसारक है जो ऊष्मा को बहुत तेजी से दूर कर सकता है। इसका कार्य सिद्धांत हीट पाइप के समान है।

वाष्प कक्ष का कार्य सिद्धांत

वाष्प कक्षयह एक निर्वात कक्ष है जिसका भीतरी भाग स्तंभाकार संरचना वाला होता है, जो आमतौर पर तांबे का बना होता है।

जब ऊष्मा को ऊष्मा स्रोत से वाष्पीकरण क्षेत्र में स्थानांतरित किया जाता है, तो कक्ष में ठंडा तरल कम वैक्यूम वातावरण में गर्म होने के बाद वाष्पीकृत होने लगता है। इस समय, यह ऊष्मा ऊर्जा को अवशोषित करता है और तेजी से फैलता है, और गैस में ठंडक तेजी से पूरे कक्ष को भर देती है। जब गैस अपेक्षाकृत ठंडे क्षेत्र के संपर्क में आती है, तो यह संघनित हो जाएगी। वाष्पीकरण के दौरान जमा हुई गर्मी संक्षेपण की घटना से जारी होती है, और संघनित ठंडा तरल माइक्रोस्ट्रक्चर के केशिका चैनल के माध्यम से वाष्पीकरण गर्मी स्रोत में वापस आ जाएगा, और यह ऑपरेशन कक्ष में दोहराया जाएगा।

वाष्प कक्ष के कार्य सिद्धांत के अनुसार, हम जानते हैं कि:

1. वाष्प कक्ष एक द्वि-आयामी ताप संचालन उत्पाद है, जो सैद्धांतिक रूप से दो-आयामी फ्लैट प्लेट में बड़ी मात्रा में गर्मी का संचालन कर सकता है।

2. वाष्प कक्ष का उपयोग प्रकाश मॉड्यूल के लिए किया जा सकता है।

उत्तर: सरल ज्यामितीय संरचना-ज्यामितीय आकृतियाँ आम तौर पर चौकोर और गोल होती हैं

बी: सतह आसानी से विकृत नहीं होती-वाष्प कक्ष की सहनशीलता 0.2 मिमी तक होती है।

सी: जब हीटसिंक पर्याप्त होगा, तो तापमान में कम अंतर होगा-जब हीटसिंक गर्मी को नष्ट कर देगा, तो तापमान में परिवर्तन बहुत छोटा होगा।

डी: वाष्प कक्ष केवल गर्मी हस्तांतरण की समस्या को हल कर सकता है, क्योंकि इसकी गर्मी हस्तांतरण गति बहुत तेज है, लेकिन गर्मी अपव्यय को प्राप्त करने के लिए इसमें अभी भी एक एल्यूमीनियम हीटसिंक जोड़ने की आवश्यकता है।

कंट्रास्ट प्रयोग

प्रयोग 1-एलईडी को एल्यूमीनियम हीटसिंक पर रखें, 10 मिनट के लिए रोशन करें और फिर इसे 5 मिनट के लिए डीसी पंखे से चलाएं।

(एल्यूमीनियम हीटसिंक)

प्रयोग 2-एलईडी को वाष्प कक्ष और एल्यूमीनियम हीटसिंक पर रखें, 10 मिनट के लिए रोशन करें और फिर इसे 5 मिनट के लिए डीसी पंखे से उड़ा दें।

(एल्यूमीनियम हीटसिंक पर वाष्प कक्ष)

12W एलईडी

इन्फ्रारेड प्रयोग 1 परिणाम (केवल एल्यूमीनियम हीटसिंक का उपयोग करें)

1-1 : 58 डिग्री ,1-2 : 29 डिग्री ,1-3 : 28.2 डिग्री

इन्फ्रारेड प्रयोग 2 परिणाम (वाष्प कक्ष + एल्यूमीनियम हीटसिंक)

2-1 : 55.2 डिग्री ,2-2 : 31.2 डिग्री ,2-3 : 29.2 डिग्री

प्रयोग सारांश:

प्रयोग 2 की सतह का तापमान प्रयोग 1 से 3 डिग्री कम है।

वाष्प कक्ष एलईडी के ताप हस्तांतरण प्रभाव को बढ़ाता है।

10W थर्मल प्रतिरोध

इन्फ्रारेड प्रयोग 1 परिणाम (केवल एल्यूमीनियम हीटसिंक का उपयोग करें)

1-1 : 80.4 डिग्री 1-2 : 57.6 डिग्री 1-3 : 55.5 डिग्री

इन्फ्रारेड प्रयोग 2 परिणाम (वाष्प कक्ष + एल्यूमीनियम हीटसिंक)

2-1 : 67.1 डिग्री 2-2 : 57.6 डिग्री 2-3 : 56.2 डिग्री

प्रयोग सारांश:

प्रयोग 2 में चिप की सतह का तापमान प्रयोग के तापमान से 3 डिग्री कम था। वाष्प कक्ष ने चिप के ताप संचालन को बढ़ाया और थर्मल प्रतिरोध को कम किया।

10W तत्काल थर्मल प्रतिरोध

इन्फ्रारेड प्रयोग 1 परिणाम (केवल एल्यूमीनियम हीटसिंक का उपयोग करें)

{0}}: 29.5 डिग्री 1-2 :30.0 डिग्री 1-3 : 30.1 डिग्री

इन्फ्रारेड प्रयोग 2 परिणाम (वाष्प कक्ष + एल्यूमीनियम हीटसिंक)

2-1 : 31.5 डिग्री 2-2 :32.2 डिग्री 2-3 : 32.2 डिग्री

प्रयोग सारांश:

चिप तापमान के मामले में वाष्प कक्ष का उपयोग करने वाला प्रयोग 2, प्रयोग 1 की तुलना में काफी बेहतर है, और 1-10 मिनट तक काम करने के लिए तापमान में 13-15oC का परिवर्तन बनाए रखता है। इसका मतलब यह है कि वाष्प कक्ष का उपयोग चिप और हीटसिंक के बीच थर्मल प्रतिरोध को कम कर सकता है, समान पावर-ऑन स्थिति के तहत जंक्शन तापमान के तापमान को कम कर सकता है।

प्रायोगिक निष्कर्ष: वाष्प कक्ष चिप के थर्मल चालन को बढ़ाता है और थर्मल प्रतिरोध को कम करता है

हाई-पावर एलईडी पर वाष्प कक्ष कैसे लगाएं?

समाधान ए: एकाधिक एलईडी चिप्स को सीधे सील कर दिया जाता है और वाष्प कक्ष पर लगाया जाता है

हाई-पावर एलईडी (50W मल्टी-चिप सीधे वाष्प कक्ष में सोल्डर किया गया) और (50W मल्टी-चिप सीधे कॉपर बोर्ड में सोल्डर किया गया) का तुलना प्रयोग

(50W मल्टी-चिप सीधे वाष्प कक्ष में सोल्डर किया गया)

(50W मल्टी-चिप सीधे कॉपर बोर्ड में सोल्डर किया गया)

प्रयोगात्मक डेटा

(चैनल 0~3: चिप तापमान चैनल 4~5: हीटसिंक तापमान)

वाष्प कक्ष का चिप तापमान कॉपर बोर्ड की तुलना में 30 डिग्री कम है

वाष्प कक्ष एलईडी का तापमान कम कर सकता है। जब गर्मी को खत्म करने के लिए उसी हीटसिंक का उपयोग किया जाता है, तो तापमान में लगभग 30 डिग्री का अंतर होता है।

वाष्प कक्ष यह सुनिश्चित कर सकता है कि बोर्ड पर प्रत्येक चिप का तापमान समान है। यदि तांबे की प्लेट का उपयोग गर्मी अपव्यय के लिए किया जाता है, तो केंद्र चिप का तापमान आसपास के लोगों की तुलना में बहुत अधिक होगा, जो चिप के जीवनकाल को प्रभावित करेगा।

वाष्प कक्ष पर सीधे सोल्डरिंग एलईडी चिप्स के लाभ:

1. चिप के जंक्शन तापमान को कम करें और चिप का जीवनकाल बढ़ाएं

2. चिप को अधिक फोकस बना सकता है, जो लैंप के समग्र डिजाइन के लिए बेहतर है

3. हाई-पावर मल्टी-चिप पैकेजिंग को संभव बनाएं

समाधान बी: वाष्प कक्ष पर पीसीबी प्रिंट करें, और एसएमटी (सरफेस माउंट टेक्नोलॉजी) द्वारा वाष्प कक्ष पर एलईडी स्थापित करें।