एलईडी लैंप गर्मी लंपटता सामग्री और प्रौद्योगिकी

गर्मी लंपटता एलईडी लैंप की प्रकाश तीव्रता को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है। हीट सिंक कम रोशनी वाले एलईडी लैंप की गर्मी अपव्यय समस्या को हल कर सकता है, लेकिन हीट सिंक उच्च शक्ति वाले लैंप की गर्मी अपव्यय समस्या को हल नहीं कर सकता है।

आदर्श प्रकाश तीव्रता प्राप्त करने के लिए, एलईडी लैंप घटकों द्वारा जारी गर्मी को हल करने के लिए सक्रिय शीतलन तकनीक का उपयोग किया जाना चाहिए, और कुछ सक्रिय शीतलन समाधान जैसे पंखे एलईडी लैंप के रूप में लंबे समय तक जीवन नहीं रखते हैं।

उच्च चमक वाले एलईडी ल्यूमिनेयरों के लिए एक व्यावहारिक सक्रिय शीतलन समाधान प्रदान करने के लिए, गर्मी अपव्यय तकनीक कम ऊर्जा वाली होनी चाहिए और प्रकाश स्रोत के समान या उससे अधिक जीवनकाल वाले छोटे ल्यूमिनेयरों पर लागू होनी चाहिए।

सामान्यतया, जिस तरह से हीट सिंक से गर्मी ली जाती है, उसके अनुसार हीट सिंक को सक्रिय कूलिंग और पैसिव कूलिंग में विभाजित किया जा सकता है।

तथाकथित निष्क्रिय गर्मी लंपटता का मतलब है कि गर्मी स्रोत एलईडी प्रकाश स्रोत की गर्मी स्वाभाविक रूप से गर्मी सिंक के माध्यम से हवा में फैल जाती है, और गर्मी अपव्यय प्रभाव गर्मी सिंक के आकार के समानुपाती होता है। लेकिन क्योंकि यह स्वाभाविक रूप से गर्मी को दूर करता है, प्रभाव निश्चित रूप से बहुत कम हो जाता है। यह अक्सर उन उपकरणों में प्रयोग किया जाता है जिनके लिए जगह की आवश्यकता नहीं होती है, या कम गर्मी उत्पन्न करने वाले घटकों के लिए गर्मी को फैलाने के लिए उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, कुछ लोकप्रिय मदरबोर्ड भी उत्तरी पुल पर निष्क्रिय ऊष्मा अपव्यय को अपनाते हैं।

सक्रिय गर्मी लंपटता प्रशंसकों और अन्य गर्मी लंपटता उपकरणों के माध्यम से गर्मी सिंक द्वारा उत्सर्जित गर्मी को जबरन दूर करना है। यह उच्च गर्मी लंपटता दक्षता और छोटे उपकरण आकार की विशेषता है।

सक्रिय गर्मी अपव्यय को वायु-ठंडा गर्मी अपव्यय, तरल-ठंडा गर्मी अपव्यय, ताप पाइप गर्मी अपव्यय, अर्धचालक प्रशीतन, रासायनिक प्रशीतन आदि में विभाजित किया जा सकता है।

01. वायु शीतलन

एयर कूलिंग सबसे आम गर्मी लंपटता विधि है, और यह अपेक्षाकृत सस्ती विधि भी है। हीट सिंक द्वारा अवशोषित गर्मी को दूर करने के लिए एयर कूलिंग अनिवार्य रूप से पंखे का उपयोग है। इसमें अपेक्षाकृत कम कीमत और सुविधाजनक स्थापना के फायदे हैं। हालांकि, यह पर्यावरण पर अत्यधिक निर्भर है। उदाहरण के लिए, तापमान बढ़ने और ओवरक्लॉकिंग होने पर इसकी गर्मी लंपटता का प्रदर्शन बहुत प्रभावित होगा।

02. तरल शीतलन

तरल ठंडा गर्मी लंपटता पंप की ड्राइव के तहत तरल के मजबूर संचलन के माध्यम से गर्मी सिंक की गर्मी को दूर करना है। एयर कूलिंग की तुलना में इसमें वैराग्य, स्थिर शीतलन और पर्यावरण पर कम निर्भरता के फायदे हैं। तरल ठंडा करने की कीमत अपेक्षाकृत अधिक है, और स्थापना अपेक्षाकृत परेशानी है। साथ ही, सर्वोत्तम गर्मी अपव्यय प्रभाव प्राप्त करने के लिए स्थापित करते समय मैन्युअल में दिए गए निर्देशों का पालन करने का प्रयास करें। लागत और उपयोग में आसानी के विचार के लिए, तरल शीतलन आमतौर पर गर्मी प्रवाहकत्त्व तरल के रूप में पानी का उपयोग करता है, इसलिए तरल शीतलन ताप सिंक को अक्सर जल शीतलन ताप सिंक कहा जाता है।

03. हीट पाइप कूलिंग

हीट पाइप एक तरह का हीट ट्रांसफर एलिमेंट है, जो हीट कंडक्शन सिद्धांत और रेफ्रिजरेशन माध्यम के तेजी से हीट ट्रांसफर गुणों का पूरा उपयोग करता है, और पूरी तरह से संलग्न वैक्यूम ट्यूब में तरल के वाष्पीकरण और संघनन के माध्यम से हीट ट्रांसफर करता है। अत्यंत उच्च तापीय चालकता और अच्छा इज़ोटेर्माल। ठंडे और गर्म पक्षों के दोनों किनारों पर गर्मी हस्तांतरण क्षेत्र को मनमाने ढंग से बदला जा सकता है, लंबी दूरी की गर्मी हस्तांतरण, तापमान नियंत्रण, आदि, और गर्मी पाइपों से बने हीट एक्सचेंजर में उच्च गर्मी हस्तांतरण दक्षता होती है। , कॉम्पैक्ट संरचना, और छोटे द्रव प्रतिरोध हानि। लाभ। इसकी ऊष्मा संचालन क्षमता किसी भी ज्ञात धातु से कहीं अधिक है।

04. सेमीकंडक्टर प्रशीतन

सेमीकंडक्टर प्रशीतन एक विशेष अर्धचालक प्रशीतन चिप का उपयोग करने के लिए ठंडा करने के लिए सक्रिय होने पर तापमान अंतर उत्पन्न करने के लिए होता है। जब तक उच्च तापमान के अंत में गर्मी को प्रभावी ढंग से नष्ट किया जा सकता है, तब तक कम तापमान का अंत लगातार ठंडा हो जाएगा। प्रत्येक अर्धचालक कण पर एक तापमान अंतर उत्पन्न होता है, और एक प्रशीतन शीट श्रृंखला में ऐसे दर्जनों कणों से बनी होती है, जिससे प्रशीतन शीट की दो सतहों पर तापमान अंतर बनता है। उच्च तापमान अंत को ठंडा करने के लिए एयर कूलिंग / वाटर कूलिंग के साथ संयुक्त इस तापमान अंतर घटना का उपयोग करके उत्कृष्ट गर्मी लंपटता प्रभाव प्राप्त किया जा सकता है।

सेमीकंडक्टर प्रशीतन में कम प्रशीतन तापमान और उच्च विश्वसनीयता के फायदे हैं। ठंडी सतह का तापमान माइनस 10 डिग्री से नीचे पहुंच सकता है, लेकिन लागत बहुत अधिक है, और बहुत कम तापमान के कारण शॉर्ट सर्किट हो सकता है। इसके अलावा, अर्धचालक प्रशीतन चिप्स की तकनीक वर्तमान में पर्याप्त परिपक्व नहीं है। व्यावहारिक।

05. रासायनिक प्रशीतन

तथाकथित रासायनिक प्रशीतन कुछ अति-कम तापमान वाले रासायनिक पदार्थों का उपयोग करना है, और तापमान को कम करने के लिए पिघलने पर बड़ी मात्रा में गर्मी को अवशोषित करने के लिए उनका उपयोग करना है। इस संबंध में शुष्क बर्फ और तरल नाइट्रोजन का प्रयोग अधिक आम है। उदाहरण के लिए, ड्राई आइस का उपयोग तापमान को माइनस 20 डिग्री से कम कर सकता है, और कुछ और अतिरंजित खिलाड़ी सीपीयू तापमान को माइनस 100 डिग्री (सैद्धांतिक रूप से) से कम करने के लिए तरल नाइट्रोजन का उपयोग करते हैं। बेशक, उच्च कीमत और कम अवधि के कारण, यह विधि प्रयोगशालाओं या अत्यधिक ओवरक्लॉकर्स में अधिक देखी जाती है।

सामान्यतया, साधारण एयर-कूल्ड हीट सिंक स्वाभाविक रूप से धातु को हीट सिंक की सामग्री के रूप में चुनते हैं। चयनित सामग्री के लिए, यह आशा की जाती है कि इसमें उच्च विशिष्ट ऊष्मा और उच्च तापीय चालकता दोनों हों।

जैसा कि ऊपर की आकृति से देखा जा सकता है, चांदी और तांबा सबसे अच्छे तापीय चालक हैं, इसके बाद सोना और एल्यूमीनियम हैं। चूंकि सोना और चांदी बहुत महंगा है, वर्तमान में हीट सिंक मुख्य रूप से एल्यूमीनियम और तांबे से बने होते हैं।

तांबे और एल्यूमीनियम मिश्र धातु दोनों के अपने फायदे और नुकसान हैं: तांबे में अच्छी तापीय चालकता है, लेकिन यह अधिक महंगा है, इसे संसाधित करना मुश्किल है, बहुत भारी है, गर्मी सिंक की गर्मी क्षमता छोटी है, और ऑक्सीकरण करना आसान है।

दूसरी ओर, शुद्ध एल्यूमीनियम सीधे उपयोग के लिए बहुत नरम है, और एल्यूमीनियम मिश्र धातु पर्याप्त कठोरता प्रदान कर सकती है। एल्यूमीनियम मिश्र धातु के फायदे कम कीमत और हल्के वजन हैं, लेकिन तापीय चालकता तांबे से भी बदतर है। इसलिए, हीट सिंक के विकास के इतिहास में निम्नलिखित सामग्रियां सामने आई हैं:

01. एल्युमिनियम हीट सिंक

प्रारंभिक चरण में शुद्ध एल्यूमीनियम हीट सिंक सबसे आम हीट सिंक है, और इसकी निर्माण प्रक्रिया सरल है और लागत कम है। अब तक, शुद्ध एल्यूमीनियम हीट सिंक अभी भी बाजार के काफी हिस्से पर कब्जा कर लेते हैं। अपने पंखों के गर्मी अपव्यय क्षेत्र को बढ़ाने के लिए, शुद्ध एल्यूमीनियम गर्मी सिंक के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली प्रसंस्करण विधि एल्यूमीनियम एक्सट्रूज़न तकनीक है, और शुद्ध एल्यूमीनियम गर्मी सिंक का मूल्यांकन करने के लिए मुख्य संकेतक गर्मी सिंक बेस की मोटाई और पिन हैं -फिन अनुपात।

पिन हीट सिंक के पंखों की ऊंचाई को संदर्भित करता है, और फिन दो आसन्न पंखों के बीच की दूरी को संदर्भित करता है। पिन-फिन अनुपात पिन की ऊंचाई (आधार की मोटाई को छोड़कर) को फिन द्वारा विभाजित किया जाता है। पिन-फिन अनुपात जितना बड़ा होगा, इसका मतलब है कि हीट सिंक का प्रभावी ताप अपव्यय क्षेत्र जितना बड़ा होगा, जिसका अर्थ है कि एल्युमिनियम एक्सट्रूज़न तकनीक उतनी ही अधिक उन्नत होगी।

02 कॉपर हीट सिंक

तांबे की ऊष्मीय चालकता एल्यूमीनियम की तुलना में 1.69 गुना है, इसलिए अन्य स्थितियों के समान होने के आधार पर, एक शुद्ध तांबे का ताप सिंक गर्मी स्रोत से गर्मी को तेजी से हटा सकता है। हालाँकि, तांबे की बनावट एक समस्या है। "शुद्ध कॉपर" के रूप में विज्ञापित कई हीट सिंक वास्तव में 100 प्रतिशत कॉपर नहीं होते हैं।

तांबे की सूची में, 99 प्रतिशत से अधिक की तांबे की सामग्री को एसिड-मुक्त तांबा कहा जाता है, और तांबे की अगली श्रेणी 85 प्रतिशत से कम तांबे की सामग्री के साथ लाल तांबा है। वर्तमान में बाजार में मौजूद अधिकांश शुद्ध कॉपर हीट सिंक में दोनों के बीच कॉपर की मात्रा होती है। कुछ घटिया शुद्ध कॉपर हीट सिंक में 85 प्रतिशत से कम कॉपर होता है। हालांकि लागत बहुत कम है, उनकी तापीय चालकता बहुत कम हो जाती है, जो गर्मी लंपटता को प्रभावित करती है।

इसके अलावा, तांबे के स्पष्ट नुकसान भी हैं, जैसे उच्च लागत, कठिन प्रसंस्करण, और गर्मी सिंक के उच्च द्रव्यमान सभी तांबे के ताप सिंक के आवेदन में बाधा डालते हैं। लाल तांबे की कठोरता एल्यूमीनियम मिश्र धातु AL6063 जितनी अच्छी नहीं है, और कुछ यांत्रिक प्रसंस्करण (जैसे ग्रूविंग इत्यादि) का प्रदर्शन एल्यूमीनियम जितना अच्छा नहीं है; तांबे का गलनांक एल्यूमीनियम की तुलना में बहुत अधिक होता है, जो बाहर निकालना के लिए अनुकूल नहीं होता है।

03. कॉपर-एल्युमिनियम बॉन्डिंग तकनीक

कॉपर और एल्युमिनियम की संबंधित कमियों पर विचार करने के बाद, बाजार में कुछ हाई-एंड हीट सिंक वर्तमान में कॉपर-एल्युमिनियम कॉम्बिनेशन मैन्युफैक्चरिंग प्रोसेस का उपयोग करते हैं। ये गर्मी सिंक आमतौर पर तांबे धातु के आधार का उपयोग करते हैं, जबकि गर्मी अपव्यय पंख एल्यूमीनियम मिश्र धातु से बने होते हैं। बेशक, तांबे के तल के अलावा, हीट सिंक के लिए तांबे के खंभे का उपयोग करने जैसी विधियां भी हैं, जो कि एक ही सिद्धांत है।

एक उच्च तापीय चालकता के साथ, तांबे की निचली सतह गर्मी स्रोत द्वारा जारी गर्मी को जल्दी से अवशोषित कर सकती है, और एल्यूमीनियम पंखों को आकार में बनाया जा सकता है जो जटिल प्रक्रिया साधनों की सहायता से गर्मी अपव्यय के लिए सबसे अनुकूल है, और एक बड़ा प्रदान करता है भंडारण स्थान को गर्म करें और इसे जल्दी से मुक्त करें। सभी पहलुओं में एक संतुलन बिंदु पाया गया है।