مع التطور المستمر لمواد المصابيح المقاومة للانفجار وتقنية التغليف ، تم تحسين سطوع المصابيح المقاومة للانفجار باستمرار. . ومع ذلك ، فإن مشكلة تبديد الحرارة هي العقبة الرئيسية أمام تطوير مصابيح LED المقاومة للانفجار كأجسام إضاءة. دعونا نقدم العديد من طرق تبديد الحرارة ومواد تبديد الحرارة.
طريقة التبريد
بشكل عام ، يمكن تقسيم المشعات إلى تبريد نشط وتبريد سلبي وفقًا لطريقة إزالة الحرارة من المبرد. يعني ما يسمى بتبديد الحرارة السلبي أن حرارة مصدر الحرارة LED مصدر الضوء تتبدد بشكل طبيعي في الهواء من خلال المشتت الحراري. غالبًا ما يستخدم في المعدات التي لا تتطلب مساحة ، أو لتبديد الحرارة للمكونات التي تولد القليل من الحرارة. على سبيل المثال ، تتبنى بعض اللوحات الأم الشهيرة أيضًا التبريد السلبي على الجسر الشمالي ، ومعظمها يعتمد التبريد النشط. التبريد النشط هو الحرارة المنبعثة من المشتت الحراري يتم إبعادها بالقوة عن طريق أجهزة التبريد مثل المراوح ، والتي تتميز بكفاءة عالية في تبديد الحرارة وصغر حجم الجهاز.
يمكن تقسيم التبريد النشط إلى تبريد الهواء ، التبريد السائل ، تبريد أنبوب الحرارة ، تبريد أشباه الموصلات ، التبريد الكيميائي وما إلى ذلك.
يعتبر تبديد الحرارة المبرد بالهواء هو الطريقة الأكثر شيوعًا لتبديد الحرارة ، وبالمقارنة ، فهي أيضًا طريقة أرخص. تبريد الهواء هو في الأساس استخدام المراوح لسحب الحرارة التي يسحبها المبرد. تتميز بمزايا السعر المنخفض نسبيًا والتركيب المريح. ومع ذلك ، فهي تعتمد بشكل كبير على البيئة ، مثل ارتفاع درجة الحرارة وسيتأثر أداء التبريد بشكل كبير عند رفع تردد التشغيل.
التبريد السائل
التبديد الحراري المبرد بالسائل هو الدوران القسري للسائل الذي تقوده المضخة لسحب حرارة المبرد. بالمقارنة مع المبرد بالهواء ، فإنه يتميز بمزايا الهدوء ، والتبريد المستقر ، والاعتماد الأقل على البيئة. سعر التبريد السائل مرتفع نسبيًا ، والتركيب مزعج نسبيًا. في نفس الوقت ، حاول التثبيت وفقًا للطريقة الموضحة في الدليل للحصول على تأثير التبريد. لأسباب تتعلق بالتكلفة وسهولة الاستخدام ، عادةً ما يستخدم تبديد الحرارة بالسائل المبرد الماء كسائل لنقل الحرارة ، لذلك غالبًا ما يشار إلى المشعات المبردة بالسائل على أنها مشعات مبردة بالماء.
أنبوب الحرارة
أنبوب الحرارة هو عنصر نقل الحرارة ، والذي يتحكم بشكل كامل في مبدأ التوصيل الحراري وخصائص نقل الحرارة السريع لوسط التبريد ، وينقل الحرارة من خلال تبخر وتكثيف السائل في الأنبوب المفرغ المغلق بالكامل. يمكن تغيير منطقة نقل الحرارة على جانبي الساخن والبارد بشكل تعسفي ، ويمكن إجراء نقل الحرارة عن بعد ، ويمكن التحكم في درجة الحرارة ، والمبادل الحراري المكون من أنابيب حرارية يتميز بمزايا نقل الحرارة العالية الكفاءة ، الهيكل المضغوط ، وفقدان مقاومة منخفض للسوائل ، إلخ. الموصلية الحرارية لها تتجاوز بكثير تلك الخاصة بأي معدن معروف.
تبريد أشباه الموصلات
يستخدم تبريد أشباه الموصلات ورقة تبريد خاصة بأشباه الموصلات لتوليد فرق في درجة الحرارة عندما يتم تنشيطه ليبرد. طالما يمكن تبديد الحرارة في نهاية درجة الحرارة المرتفعة بشكل فعال ، سيتم تبريد نهاية درجة الحرارة المنخفضة باستمرار. يتم إنشاء اختلاف في درجة الحرارة على كل جسيم من أشباه الموصلات ، وتتكون صفيحة التبريد من عشرات الجسيمات المتسلسلة ، بحيث يتشكل اختلاف في درجة الحرارة على سطحين من لوح التبريد. من خلال معالجة ظاهرة فرق درجة الحرارة هذه وتبريد نهاية درجة الحرارة المرتفعة بتبريد الهواء / تبريد الماء ، يمكن الحصول على تأثير تبديد حرارة ممتاز. يتميز تبريد أشباه الموصلات بمزايا درجة حرارة التبريد المنخفضة والموثوقية العالية. يمكن أن تصل درجة حرارة السطح البارد إلى أقل من 10 درجة تحت الصفر ، ولكن التكلفة مرتفعة للغاية ، وقد تتشكل دائرة كهربائية قصيرة بسبب درجة الحرارة المنخفضة للغاية ، وتكنولوجيا رقاقة التبريد بأشباه الموصلات ليست ناضجة بدرجة كافية. إنها تعمل.
التبريد الكيميائي
ما يسمى بالتبريد الكيميائي هو استخدام بعض المواد الكيميائية ذات درجة الحرارة المنخفضة للغاية والتلاعب بها لامتصاص الكثير من الحرارة عند ذوبانها لتقليل درجة الحرارة. يعد استخدام الثلج الجاف والنيتروجين السائل أكثر شيوعًا في هذا الصدد. على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي استخدام الثلج الجاف إلى خفض درجة الحرارة إلى أقل من 20 درجة تحت الصفر ، ويتلاعب بعض "" اللاعبين الآخرين بالنيتروجين السائل لتقليل درجة حرارة وحدة المعالجة المركزية إلى أقل من 100 درجة تحت الصفر (نظريًا) ، بالطبع ، بسبب السعر المرتفع و مدة قصيرة جدًا ، هذه الطريقة أكثر شيوعًا في المختبرات أو في حالات زيادة سرعة التشغيل الشديدة.
اختيار المواد
الموصلية الحرارية (الوحدة: W / mK)
الفضة 429
نحاس 401
ذهب 317
المنيوم 237
الحديد 80
الرصاص 34.8
1070 سبائك الألومنيوم نوع 226
سبائك الألومنيوم نوع 1050 209
6063 نوع سبائك الألومنيوم 201
6061 نوع سبائك الألومنيوم 155
بشكل عام ، يجب أن يختار المبرد بالهواء بشكل طبيعي المعدن كمادة للرادياتير. بالنسبة للمادة المختارة ، من المتوقع أن يكون لها حرارة نوعية عالية وموصلية حرارية عالية في نفس الوقت. يتضح مما سبق أن الفضة والنحاس من أفضل المواد الموصلة للحرارة ، يليهما الذهب والألمنيوم. لكن الذهب والفضة مكلفان للغاية ، لذا في الوقت الحالي ، فإن المشتتات الحرارية مصنوعة بشكل أساسي من الألومنيوم والنحاس. وبالمقارنة ، فإن كل من سبائك النحاس والألمنيوم لها مزاياها وعيوبها: يتمتع النحاس بموصلية حرارية جيدة ، ولكنه مكلف ، ويصعب معالجته ، وثقيلًا ، كما أن المشعات النحاسية لها سعة حرارية صغيرة وسهلة التأكسد. من ناحية أخرى ، فإن الألمنيوم النقي ناعم جدًا بحيث لا يمكن استخدامه بشكل غير مباشر. يتم استخدام سبائك الألومنيوم فقط لتوفير صلابة كافية. تتميز سبائك الألمنيوم بالسعر المنخفض والوزن الخفيف ، لكن موصليتها الحرارية أسوأ بكثير من النحاس. لذلك ، ظهرت المواد التالية أيضًا في تاريخ نمو المشعات:
مشعاع ألومنيوم نقي
المبرد المصنوع من الألمنيوم النقي هو المبرد الأكثر شيوعًا في الأيام الأولى. عملية التصنيع بسيطة والتكلفة منخفضة. حتى الآن ، لا يزال المبرد المصنوع من الألمنيوم النقي يحتل جزءًا كبيرًا من السوق. من أجل زيادة مساحة تبديد الحرارة لزعانفها ، فإن طريقة المعالجة الأكثر شيوعًا لمشعات الألمنيوم النقي هي تقنية بثق الألمنيوم ، والمؤشرات الرئيسية لتقييم مشعاع الألمنيوم النقي هي سمك قاعدة المبرد ونسبة Pin-Fin . يشير الدبوس إلى ارتفاع زعانف المشتت الحراري ، ويشير الزعنفة إلى الفترة الفاصلة بين زعنفتين متجاورتين. نسبة Pin-Fin هي ارتفاع الدبوس (باستثناء سمك القاعدة) مقسومًا على الزعنفة. كلما كانت نسبة Pin-Fin أكبر ، زادت مساحة تبديد الحرارة الفعالة للرادياتير ، وكلما كانت تقنية بثق الألومنيوم أكثر تقدمًا.
مبرد نحاسي نقي
تبلغ الموصلية الحرارية للنحاس 1.69 مرة من الألمنيوم ، لذا فإن تساوي الأشياء الأخرى ، يمكن أن يأخذ المشتت الحراري من النحاس النقي الحرارة بعيدًا عن مصدر الحرارة بشكل أسرع. ومع ذلك ، فإن نسيج النحاس يمثل مشكلة. العديد من "أحواض الحرارة النحاسية النقية" المُعلن عنها ليست في الحقيقة نحاسًا بنسبة 100 بالمائة. في قائمة النحاس ، يُطلق على النحاس الذي يحتوي على أكثر من 99 في المائة من النحاس النحاس الخالي من الأحماض ، والدرجة التالية من النحاس هي دان النحاس مع محتوى نحاسي أقل من 85 في المائة. في الوقت الحاضر ، يكون محتوى النحاس في معظم مشعات النحاس النقي الموجودة في السوق بين الاثنين. وبعض مشعات النحاس النقي السفلية تحتوي على أقل من 85 بالمائة من النحاس. على الرغم من أن التكلفة منخفضة للغاية ، إلا أن الموصلية الحرارية لها تقل بشكل كبير ، مما يؤثر على تبديد الحرارة. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي النحاس أيضًا على أوجه قصور واضحة ، مثل التكلفة العالية ، والمعالجة الصعبة ، والكثير من كتلة المشتت الحراري ، مما يعيق تطبيق أحواض الحرارة المصنوعة من النحاس بالكامل. صلابة النحاس الأحمر ليست جيدة مثل سبائك الألومنيوم AL6063 ، وأداء بعض المعالجات الميكانيكية (مثل الحز) ليس بجودة تلك الخاصة بالألمنيوم ؛ نقطة انصهار النحاس أعلى بكثير من تلك الخاصة بالألمنيوم ، وهو ما لا يؤدي إلى البثق ومشاكل أخرى.
تقنية ربط النحاس والألمنيوم
بعد النظر في أوجه القصور الخاصة بالنحاس والألمنيوم ، غالبًا ما تستخدم بعض المشعات المتطورة في السوق عملية تصنيع توليفة من النحاس والألمنيوم. عادةً ما تستخدم المشتتات الحرارية قواعد معدنية نحاسية ، بينما تستخدم زعانف المشتت الحراري سبائك الألومنيوم. بالطبع ، بالإضافة إلى القاع النحاسي ، هناك أيضًا طرق مثل استخدام الأعمدة النحاسية للمشتت الحراري ، وهو نفس المبدأ أيضًا. مع الموصلية الحرارية العالية ، يمكن أن يمتص السطح السفلي النحاسي الحرارة الصادرة عن وحدة المعالجة المركزية بسرعة ؛ يمكن تصنيع زعانف الألمنيوم في الشكل الأكثر ملاءمة لتبديد الحرارة عن طريق العمليات المعقدة ، وتوفير مساحة تخزين حرارة كبيرة وإطلاقها بسرعة. تم العثور على توازن في جميع الجوانب.
Benwei Lighting عبارة عن أنبوب LED ، مصباح كشاف LED ، مصباح لوحة LED ، خليج عالي LED ، مصنع LED مع 12 عامًا من الخبرة. إذا كنت ترغب في شراء مصباح كشاف LED عالي الجودة أو لديك فهم أكثر تعمقًا لتطبيق مصابيح LED الكاشفة ، فيرجى الاتصال بإرسال استفسار لنا ، موقعنا على الويب: https://www.benweilight.com/.
