マイクロヒートパイプ技術がLED冷却の問題を解決

従来の光源と比較して、LED には、長寿命、高速応答、潜在的な高い発光効率、小型サイズ、および狭いスペクトルという利点もあります。 しかし本質的に、これらの多くの利点の中で、潜在的な高い発光効率、小型サイズ、および狭いスペクトルが最も重要であり、これにより LED は従来の光源とは異なり、さまざまな分野での用途が広がります。 しかし、LEDは小型で発光効率が高いため、依然として放熱の問題があり、実用化の障害となっています。 LEDチップの放熱ができていないと、チップの劣化を早めたり、はんだが溶けてチップが無効になることもあります。

現在、パワーLED照明システムの熱問題を解決するために使用される主な方法は、LED間隔の調整、自然対流冷却、ファンの設置または液体冷却強制空冷、ヒートパイプおよびループヒートパイプ冷却などです。高密度・高熱流のLED集積化が進む中、ヒートパイプの効率的な熱伝達による急速冷却を実現する必要があります。

マイクロヒートパイプは、熱伝導率が非常に高い伝熱素子です。 完全に密閉された真空管内の液体の蒸発と凝縮によって熱を伝達します。 総吸収などの流体原理を使用して、冷蔵庫のコンプレッサーの冷却と同様の効果を実現します。 高い熱伝導率、優れた等温特性、熱流密度の可変性、熱流方向の可逆性、長距離熱伝達、一定温度特性 (制御可能なヒート パイプ)、サーマル ダイオードおよびサーマル スイッチ性能など、一連の利点があります。 、およびヒートパイプで構成される熱交換器には、高い熱伝達効率、コンパクトな構造、小さな流体抵抗損失などの利点があります

熱伝達の観点から、マイクロ ヒート パイプと従来のヒート パイプの最大の違いは、マイクロ ヒート パイプ内の単位蒸気流量あたりの壁の比表面積が大幅に増加することです。強化されました。 平板型マイクロヒートパイプアレイ、つまりマイクロチャネルアレイヒートパイプだけでなく、同時に形成された完全に独立した複数のマイクロヒートパイプを組み合わせたものです。 各マイクロ ヒート パイプは切断されており、各マイクロ ヒート パイプの内面には、熱伝達を強化するための微細な溝やその他の微細構造を設けることができます。

既存の平板ヒート パイプおよび単一のマイクロ ヒート パイプと比較して、平板マイクロ ヒート パイプ アレイには次の特徴があります。まず、複数のマイクロ ヒート パイプを並列に配置することで、マイクロ スケールによるマイクロ ヒート パイプの熱伝達容量が小さいという問題を解決します。 ; 第二に、内部構造により、相変化熱伝達の領域が大幅に増加します。 マイクロヒートパイプ間のアルミニウム壁は熱伝導率が良いため、熱の一部を加熱面から反対側のマイクログルーブ表面に伝達することができ、マイクロヒートパイプの全周で相変化が起こります。 蒸発セクションでも凝縮セクションでも、単位蒸気流量の熱放散能力が大幅に向上します。 第 3 に、マイクロ ヒート パイプ間の壁は、構造内で「強化リブ」として機能し、平板マイクロ ヒート パイプ アレイの圧力支持能力を大幅に向上させます。 第四に、平板マイクロヒートパイプアレイは、熱交換面に容易に適合できる平らな形状を有する。 従来の円形セクションの重力式ヒート パイプは、熱交換面にぴったりとフィットする特殊な構造を追加する必要があるという欠点を克服し、インターフェイスの接触熱抵抗を低減します。

平板マイクロヒートパイプアレイは、超伝導熱性能を備えた一種の熱伝導素子です。 その見かけの熱伝導率は、同じ金属材料の 5000 倍以上であり、同じ断面積の従来の丸型ヒート パイプの 10 倍です。 平板内の各マイクロヒートパイプは独立して動作し、圧力支持力は従来の丸型ヒートパイプの 10 倍以上です。 マイクロヒートパイプを機械的に破壊することは困難です。 1 メートルあたりの温度差は 1 度未満であり、ほぼ等温体と見なすことができます。 マイクロヒートパイプアレイの放熱面積は大きく、アルミフィン、基板、ヒートパイプの温度は基本的に同じです。

マイクロヒートパイプは、一定幅の平板マイクロヒートパイプアレイにランダムに組み合わせることができ、マイクロヒートパイプは任意に曲げることができ、熱伝達効果は、より低い熱流束で明らかな変化はありません。 U 字型マイクロ ヒート パイプ アレイは、実験によって証明された良好な伝熱性能を備えたマイクロ ヒート パイプ アレイの曲げ形状です。 マイクロヒートパイプアレイは、熱吸収、伝達、放熱の効率が高く、フィンと組み合わせた柔軟な変形により、基本的にさまざまなLEDの熱放散の問題を解決できます。