LED的散熱
摘要: LED的散熱現(xiàn)在越來越為人們所重視,這是因為LED的光衰或其壽命是直接和其結溫有關,散熱不好結溫就高,壽命就短,依照阿雷紐斯法則溫度每降低10℃壽命會延長2倍。
熱輻射的散熱公式為“Q =E×S×F×Δ(Ta-Tb)”。公式中Q代表熱輻射所交換的能力,E是物體表面的熱輻射系數(shù)。在實際中,當物質(zhì)為金屬且表面光潔的情況下,熱輻射系數(shù)比較小,而把金屬表面進行處理后(比如發(fā)黑)其表面熱輻射系數(shù)值就會提升。塑料或非金屬類的熱輻射系數(shù)值大部分都比較高。S是物體的表面積,F(xiàn)則是輻射熱交換的角度和表面的函數(shù)關系,但這里這個函數(shù)比較難以解釋。Δ(Ta-Tb)則是表面a的溫度同表面b之間的溫度差。因此熱輻射量和熱輻射系數(shù)、物體表面積的大小以及溫度差之間都存在正比關系。絕對黑體的輻射系數(shù)為1。熱輻射散熱也可以用另一個公式來表示:
熱輻射的散熱量[W]=5.67x10-8x輻射率x散熱器面積[m2]x(平均溫度+273)3x(溫度差)[°C]
熱輻射系數(shù)不但和材料有關,而且還和加工有關。各種材料在8-14微米的紅外輻射率如下表所示:
由表中可見,氧化處理是改進材料的輻射散熱的重要途徑。采用鑄鐵的暖氣片有相當一部分的散熱靠的是輻射散熱。而且塑料的熱輻射性能和氧化后的金屬差不多。
為了改進輻射散熱,鋁合金鰭片散熱器要進行發(fā)黑處理,但是有人是采用噴黑色塑膠漆的方法,這種方法雖然也使其表面變黑,但是實際上又加上了一層絕緣層,妨礙了它的散熱。最好的方法是采用陽極氧化發(fā)黑處理,這個氧化層可以做得很薄,不至于影響其散熱,但對輻射散熱有很大的改進。。
總之,不管是對流還是輻射都是和散熱器的散熱面積成正比,所以要改善散熱一定要加大散熱器的面積。
八.鰭片散熱器
散熱器采用鰭片的形狀是為了加大散熱面積。以利于輻射散熱和對流散熱。散熱器的最重要指標就是它的散熱面積A,但是散熱器的不同部位的散熱效果是不同的。在根部的散熱效果就差,而在頂部的散熱效果就好。所以散熱器有一個有效散熱面積。它通常是實際面積的70%左右。從經(jīng)驗得出,一般要散1W功率的熱量大約需要50-60平方厘米的有效散熱器面積。
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