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LED散热方式及散热材料设计介绍

2010-12-10 14:07
小鱼时代
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         散热的方式——主要是物理方式

  1.辐射 辐射是指机体以发射红外线方式来散热。当皮肤温高于环境温度时,机体的热量以辐射方式散失。辐射散热量与皮肤温、环境温度和机体有效辐射面积等因素有关。在一般情况下,辐射散热量占总散热量的40%。当然,如果环境温度高于皮肤温,机体就会吸收辐射热。炼钢工人在炉前作业,炎热的夏季农民在日照下田间劳动也会遇到这种情况。

  2.传导与对流 传导就是机体通过传递分子动能的方式散发热量。当人体与比皮肤温低的物体(如衣服、床、椅等)直接接触时,热量自身体传给这些物体。临床上,用冰帽、冰袋冷敷等方法给高热病人降温,就是利用这个原理。

  对流就是空气的流动,这是以空气为介质来进行散热。

          散热器与环境的热交换

         当热量传到散热器的顶部后,就需要尽快地将传来的热量散发到周边环境中去,对风冷散热器而言就是要与周围的空气进行热交换。这时,热量是在两种不同介质间传递,所依循的公式为Q=α X A X ΔT,其中ΔT为两种介质间的温差,即散热器与周围环境空气的温度差;而α为流体的导热系数,在散热片材质和空气成分确定后,它就是一个固定值;其中最重要的A是散热片和空气的接触面积,在其他条件不变的前提下,如散热器的体积一般都会有所限制,机箱内的空间有限,过大会加大安装的难度,而通过改变散热器的形状,增大其与空气的接触面积,增加热交换面积,是提高散热效率的有效手段。、要实现这一点,一般通过用鳍片式设计辅以表面粗糙化或螺纹等办法来增大表面积。

  当热量传递给空气后,和散热片接触的空气温度会急速上升,这时候,热空气应该尽可能和周围的冷空气通过对流等热交换方式来将热量带走,对风冷散热器来说,最主要的手段便是提高空气流动的速度,使用风扇来实现强制对流。这点主要和风扇的设计和风速有关,散热器风扇的效能(例如流量、风压)主要取决于风扇扇叶直径、轴向长度、风扇转速和扇叶形状。风扇的流量大都采用 CFM为单位(英制,立方英尺/分钟),一个CFM大约为0.028mm3/分钟的流量。

  纯铝散热器

  纯铝散热器是早期最为常见的散热器,其制造工艺简单,成本低,到目前为止,纯铝散热器仍然占据着相当一部分市场。为增加其鳍片的散热面积,纯铝散热器最常用的加工手段是铝挤压技术,LED灯控制器而评价一款纯铝散热器的主要指标是散热器底座的厚度和Pin-Fin比。Pin是指散热片的鳍片的高度,Fin是指相邻的两枚鳍片之间的距离。Pin-Fin比是用Pin的高度(不含底座厚度)除以Fin,Pin-Fin 比越大意味着散热器的有效散热面积越大,代表铝挤压技术越先进。

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