基于均熱板的一體式散熱器及其應(yīng)用于大功率LED熱管理
發(fā)布時間：2020-12-11 11:32
為了有效的解決大功率電子元器件的散熱問題,本文提出并設(shè)計制造出一種基于均熱板的一體式散熱器（Integrated heat sink with vapor chamber,IHSVC）,并將其應(yīng)用于大功率LED熱管理。由于該IHSVC集成了均熱板,所以使得LED芯片產(chǎn)生的熱量能夠迅速被均熱板傳導(dǎo)出并最終通過翅片散發(fā)到周圍環(huán)境中,此外與基于均熱板的分離式散熱器相比,該IHSVC由于將均熱板與散熱器融為一體而消除了接觸熱阻從而提升了整體的散熱效果。實驗結(jié)果表明,采用IHSVC對大功率LED進(jìn)行熱管理時,整個LED工礦燈具更優(yōu)異的熱性能進(jìn)而增強了其光學(xué)性能。首先,研究IHSVC中均熱板的吸液芯毛細(xì)綜合性能,本文采用三刃錐度刀在鋁板上通過微銑削方法加工出交錯互通微溝槽的毛細(xì)吸液芯結(jié)構(gòu),分別采用強制對流法及紅外熱成像法來分析該吸液芯的滲透率性能與毛細(xì)上升性能,并建立起毛細(xì)性能綜合評價參數(shù)K·△Pcap以選擇出較為合理的IHSVC內(nèi)部吸液芯加工參數(shù);研究表明加工深度及間距對毛細(xì)性能有影響,毛細(xì)力及滲透率共同決定毛細(xì)性能。然后,制造出具有上述溝槽結(jié)構(gòu)的IHSVC并將其應(yīng)用于LE...
【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：83 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
不同k下光輸出百分比隨結(jié)溫的變化曲線
圖 1-3 Lumiled Luxeon K2 的光衰曲線要是如下原因?qū)е?LED 光衰進(jìn)而降低 LED 壽命的：ED 芯片材料內(nèi)存在的缺陷（通常指晶格位錯），而在溫度劇繁殖，最后“入侵”發(fā)光區(qū)，產(chǎn)生很多的非輻射復(fù)合中劇降低[20]。另一方面，高溫情況時，發(fā)光區(qū)的雜質(zhì)會增加了光衰，最后表現(xiàn)為縮短 LED 壽命。環(huán)境對 LED 封裝材料性能會產(chǎn)生影響化，例如環(huán)氧樹脂情況，從而影響透光性能[21]，而且 LED 結(jié)溫越高，該惡化情況下，白光 LED 中的熒光粉在的衰減與淬滅變得非常 的光衰加劇。 LED 壽命的縮短的主要根源是 LED 結(jié)溫過高所導(dǎo)致的。料的熱膨脹系數(shù)不一樣，所以會存在膨脹失陪問題。較高比較大，嚴(yán)重情況下可能會使得封裝材料失效，甚至?xí)?
第一章 緒論 LED 熱管理方式著 LED 產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，人們對其功率要求也越來越高，高功率就意味著大量的中在芯片將不可避免的導(dǎo)致芯片結(jié)溫迅速上升，而過高的溫度又會進(jìn)一步加劇減以及壽命的縮短[24-26]。此外，過高的節(jié)溫會嚴(yán)重影響電光轉(zhuǎn)換效率及 LED[27]。因此，必須采用有效的熱管理方式來將 LED 芯片產(chǎn)生的熱量導(dǎo)出散發(fā)到中，以保證 LED 的壽命、性能以及穩(wěn)定地工作。如圖 1-4 所示為一般 LED 燈遞示意圖，在 LED 工作時，芯片產(chǎn)生熱量，通過熱傳導(dǎo)的方式傳遞給連接材熱傳導(dǎo)給傳給散熱器，散熱器再經(jīng)由熱對流和熱福射的方式將熱量散出到周圍。近年來，有大量研究人員做過很多關(guān)于解決 LED 散熱難題的研究[28-31]。從見，目前 LED 的熱管理大致可以分為被動散熱與主動散熱。（a） （b）
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]LED路燈散熱問題研究及設(shè)計[J]. 高京泉,郭起宏,賀孝田. 照明工程學(xué)報. 2010(05)
[2]集成式大功率LED路燈散熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計[J]. 劉紅,趙芹,蔣蘭芳,阮靈偉. 電子器件. 2010(04)
[3]基于微噴射流的高功率LED散熱方案的數(shù)值和實驗研究[J]. 羅小兵,劉勝,江小平,程婷. 中國科學(xué)(E輯:技術(shù)科學(xué)). 2007(09)
[4]半導(dǎo)體致冷原理及其應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計研究[J]. 鄭永明,方方,徐建一,鄭燕紅. 中國測試技術(shù). 2006(02)
[5]半導(dǎo)體照明發(fā)光二極管(LED)芯片制造技術(shù)及相關(guān)物理問題[J]. 李剛. 物理. 2005(11)
[6]白光LED用熒光粉的研究進(jìn)展[J]. 張凱,劉河洲,胡文彬. 材料導(dǎo)報. 2005(09)
碩士論文
[1]基于平板型熱管的LED散熱技術(shù)研究[D]. 陳金建.華南理工大學(xué) 2011
本文編號：2910452
【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：83 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
不同k下光輸出百分比隨結(jié)溫的變化曲線
圖 1-3 Lumiled Luxeon K2 的光衰曲線要是如下原因?qū)е?LED 光衰進(jìn)而降低 LED 壽命的：ED 芯片材料內(nèi)存在的缺陷（通常指晶格位錯），而在溫度劇繁殖，最后“入侵”發(fā)光區(qū)，產(chǎn)生很多的非輻射復(fù)合中劇降低[20]。另一方面，高溫情況時，發(fā)光區(qū)的雜質(zhì)會增加了光衰，最后表現(xiàn)為縮短 LED 壽命。環(huán)境對 LED 封裝材料性能會產(chǎn)生影響化，例如環(huán)氧樹脂情況，從而影響透光性能[21]，而且 LED 結(jié)溫越高，該惡化情況下，白光 LED 中的熒光粉在的衰減與淬滅變得非常 的光衰加劇。 LED 壽命的縮短的主要根源是 LED 結(jié)溫過高所導(dǎo)致的。料的熱膨脹系數(shù)不一樣，所以會存在膨脹失陪問題。較高比較大，嚴(yán)重情況下可能會使得封裝材料失效，甚至?xí)?
第一章 緒論 LED 熱管理方式著 LED 產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，人們對其功率要求也越來越高，高功率就意味著大量的中在芯片將不可避免的導(dǎo)致芯片結(jié)溫迅速上升，而過高的溫度又會進(jìn)一步加劇減以及壽命的縮短[24-26]。此外，過高的節(jié)溫會嚴(yán)重影響電光轉(zhuǎn)換效率及 LED[27]。因此，必須采用有效的熱管理方式來將 LED 芯片產(chǎn)生的熱量導(dǎo)出散發(fā)到中，以保證 LED 的壽命、性能以及穩(wěn)定地工作。如圖 1-4 所示為一般 LED 燈遞示意圖，在 LED 工作時，芯片產(chǎn)生熱量，通過熱傳導(dǎo)的方式傳遞給連接材熱傳導(dǎo)給傳給散熱器，散熱器再經(jīng)由熱對流和熱福射的方式將熱量散出到周圍。近年來，有大量研究人員做過很多關(guān)于解決 LED 散熱難題的研究[28-31]。從見，目前 LED 的熱管理大致可以分為被動散熱與主動散熱。（a） （b）
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]LED路燈散熱問題研究及設(shè)計[J]. 高京泉,郭起宏,賀孝田. 照明工程學(xué)報. 2010(05)
[2]集成式大功率LED路燈散熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計[J]. 劉紅,趙芹,蔣蘭芳,阮靈偉. 電子器件. 2010(04)
[3]基于微噴射流的高功率LED散熱方案的數(shù)值和實驗研究[J]. 羅小兵,劉勝,江小平,程婷. 中國科學(xué)(E輯:技術(shù)科學(xué)). 2007(09)
[4]半導(dǎo)體致冷原理及其應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計研究[J]. 鄭永明,方方,徐建一,鄭燕紅. 中國測試技術(shù). 2006(02)
[5]半導(dǎo)體照明發(fā)光二極管(LED)芯片制造技術(shù)及相關(guān)物理問題[J]. 李剛. 物理. 2005(11)
[6]白光LED用熒光粉的研究進(jìn)展[J]. 張凱,劉河洲,胡文彬. 材料導(dǎo)報. 2005(09)
碩士論文
[1]基于平板型熱管的LED散熱技術(shù)研究[D]. 陳金建.華南理工大學(xué) 2011
本文編號：2910452
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