LED 방열판은 어떻게 열을 방출합니까?

LED 조명의 방열판은 세심하게 설계된 "열 전달 시스템"입니다. 그 목표는 LED 칩에서 생성된 열을 주변 공기로 신속하게 "이송"하여 칩이 과열되어 고장나는 것을 방지하는 것입니다.

 

 

이 프로세스는 주로 열 전달의 세 가지 기본 물리적 방법인 열 전도, 열 대류 및 열 복사에 의존합니다. 이 프로세스를 단계별로 분석해 보겠습니다.

 

3-단계 열 방출 과정

 

1단계: 열전도 - "내부 고속도로"

이것이 열전달의 출발점이자 기초이다.

 

1. 열원: 전원을 공급하고 빛을 방출할 때 LED 칩은 상당한 열을 발생시킵니다. 이 열은 작은 칩 내에 집중되어 고온-온도의 '핫스팟'을 형성합니다.

 

2. 진로:

칩은 먼저 금속 기판(일반적으로 알루미늄 기판 또는 MCPCB)에 납땜됩니다. 기판의 기본 레이어는 절연성이며 그 아래에는 전도성 알루미늄 레이어가 있습니다. 주요 기능은 칩에서 측면으로 열을 빠르게 전도하는 것입니다.

 

그런 다음 이 금속 기판을 열 그리스를 사용하여 방열판 본체에 단단히 접착합니다. 열 그리스는 미세한 공극(공기는 열 전도율이 낮음)을 채워 효율적인 열 전달을 보장합니다.

 

방열판 자체는 열 전도성이 높은 재료(예: 알루미늄 또는 고급 솔루션의 경우 구리)로 제작됩니다.- 열은 모든 핀을 포함하여 방열판의 내부 구조 전체로 빠르게 분산됩니다.

 

여기서 핵심 원리는 우수한 열 재료와 긴밀한 접촉을 통해 열이 전체 방열판에 걸쳐 "점" 소스에서 "표면" 소스로 신속하게 변환된다는 것입니다.

 

 

2단계: 열 대류 - "공기와 상호 작용"

이는 궁극적으로 열을 발산하는 중요한 단계입니다.

 

1. 표면적 증가: 방열판은 주로 제한된 부피 내에서 공기에 노출되는 표면적을 최대화하기 위해 핀형, 원주형 또는 바늘형 구조로 설계됩니다.{1}} 표면적이 넓을수록 더 많은 공기와 접촉할 수 있습니다.

 

2. 공기 흐름:

자연 대류: 저전력- LED 전구 또는 고정 장치의 경우 자연 대류로 충분합니다. 라디에이터 주변에서 가열된 공기는 밀도가 낮아지고 상승하며 이를 대체하기 위해 더 차가운 주변 공기를 끌어옵니다. 이는 지속적으로 열을 발산하는 지속적이고 조용한 공기 순환 주기를 생성합니다. 손으로 느끼는 '따뜻함'은 바로 이 가열된 공기입니다.

 

강제 대류:-프로젝터, 자동차 헤드라이트, 무대 조명과 같은 고전력 LED의 경우 자연 대류로는 충분하지 않습니다. 방열판에 작은 팬이 추가되어 강제 공기 흐름을 사용하여 열 방출을 대폭 가속화합니다. 이는 컴퓨터 CPU에 팬을 추가하는 것과 유사합니다.

여기서 핵심 원리는 금속 방열판의 열을 넓은 표면적과 공기 흐름을 통해 움직이는 공기로 효율적으로 전달하는 것입니다.

 

3단계: 열 복사 - "보이지 않는 도우미"

온도가 있는 모든 물체는 전자기파의 형태로 외부로 에너지를 방출합니다.

방열판이 가열되면 적외선 에너지도 외부로 방출되어 열의 일부가 소멸됩니다.

LED 열 관리에서 열 복사는 상대적으로 작은 영향을 주지만(특히 저온에서) 존재합니다. 방열판 표면을 검은색이나 어두운 색상으로 칠하면 표면이 어두울수록 방사율이 높아지므로 복사 냉각이 향상됩니다. 그러나 미적 및 먼지-저항성 이유로 인해 대부분의 상업용 방열판은 은색-흰색을 유지합니다.

 

 

 

 

요약: 생생한 은유

전체 냉각 시스템을 분주한 항구로 상상해 보세요.

LED칩은 '열화물'을 지속적으로 생산하는 '공장'이다.

열 그리스와 금속 기판은 공장과 주요 도로를 연결하는 '고속 화물 고속도로'입니다.

방열판 본체는 항구의 넓은 저장 공간이자 부두입니다.

방열판 핀은 부두에 있는 일련의 정박지로, 동시 화물 적재 및 하역 용량을 크게 증가시킵니다.

항공은 물품을 운송하는 화물선입니다.

자연 대류는 해류와 바람을 통한 자연 운송에 의존합니다.

팬{0}}강제 대류는 예인선과 모터를 배치하여 적재/하역 및 운송을 가속화합니다.

 

포트(냉각 시스템)가 잘 설계되면{0}}상품(열)이 신속하게 운반되어 공장(LED 칩)이 연중무휴 최대 용량으로 작동할 수 있습니다(빛 방출). 항구가 혼잡해지거나 선석이 부족하거나(방열 면적이 작음), 화물선이 없거나(기류가 좋지 않음) 물품이 쌓이게 되면 결국 공장이 문을 닫게 됩니다(LED 조명 감쇠 또는 고장).

 

따라서 우수한 LED 방열판 설계는 소재(높은 열전도율), 구조(넓은 표면적), 환기(대류 촉진)의 세 가지 요소 간의 최적의 균형을 달성합니다.

 

ZP HEATSINK는 20년 동안 맞춤형 방열판 솔루션 전문 기업입니다. 방열판 프로젝트의 첫 번째 단계를 시작하려면 https://www.zpheatsink.com/contact-를 통해 요구 사항을 제출하거나 기술 도면을 general@zp-aluminium.com에 이메일로 보내세요.

 

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