LEDの熱設計

LED材料とパッケージング技術の絶え間ない進化により、LED製品の明るさは継続的に改善され、LEDアプリケーションはますます広くなっています。 元のシングルチップLEDの出力は高くなく、発熱量は制限されており、熱の問題は大きくないため、パッケージ方法は比較的簡単です。 しかし、近年、LED材料技術の絶え間ない進歩に伴い、LEDのパッケージング技術も変化しています。 単一の LED の入力電力は最大で 1W を超え、開発された技術により最大で 3W から 5W まで高くなります。

高輝度・高出力 LED システムに起因する熱問題は、製品機能に影響を与える鍵となるため、LED コンポーネントの熱を周囲の環境に迅速に放出するには、まずパッケージ レベルでの熱管理から始めなければなりません。 . 現在、業界の解決策は、LED チップをはんだまたは熱伝導材料で浸漬プレートに接続し、ヒートシンクを介してパッケージ モジュールの熱インピーダンスを低減することです。これは、市場で最も一般的な LED パッケージ モジュールでもあります。

LED の放熱部品は CPU と同様です。 それらは主に、ヒートシンク、ヒートパイプ、ファン、および熱伝導材料で構成される空冷モジュールです。 もちろん液冷も熱対策の一つです。 現在最も普及している大型 LED TV バックライト モジュールに関しては、40 インチと 46 インチの LED バックライトの入力電力は、それぞれ 470w と 550W です。 その80%が熱に変わるという意味で、必要な放熱量は約360Wと440Wです。

  空冷 :

空冷は熱放散の最も一般的な方法であり、安価な方法でもあります。 本質的に空冷とは、ファンを使用してヒートシンクが吸収した熱を奪うことです。 実用新案は、比較的低価格で簡単に設置できるという利点があります。 ただし、環境に大きく依存します。 たとえば、温度が上昇してオーバークロックすると、その放熱性能は大きく影響を受けます。

液体冷却:

液体冷却は、ポンプによって駆動される液体の強制循環によって LED の熱を取り除きます。 空冷に比べ、静かで安定した冷却、環境への依存が少ないなどのメリットがあります。 液体冷却の価格は比較的高く、取り付けは比較的面倒です。 コストと使いやすさを考慮して、水は通常、液体冷却の熱放散用の熱伝導液体として使用されるため、液体冷却ヒートシンクはしばしば水冷ヒートシンクと呼ばれます。

半導体冷凍冷却：

  半導体冷却は、特殊な半導体冷却チップを使用して、電源投入時に温度差を発生させます。 高温端の熱が効果的に放散できる限り、低温端は継続的に冷却されます。 各半導体粒子には温度差があります。 保冷シートは、このような粒子が数十個直列に並んでいるため、保冷シートの両面に温度差が生じます。 この温度差現象を利用し、空冷・水冷と組み合わせて高温端を冷却することで、優れた放熱効果が得られます。

半導体冷凍は、冷凍温度が低く、信頼性が高いという利点があります。 冷たい表面温度はマイナス 10 度以下に達することもありますが、コストが高すぎて、温度が低すぎるために短絡が発生する可能性があります。 さらに、半導体冷凍チップのプロセスは成熟しておらず、広く使用されていません。