LED的散热
摘要: LED的散热现在越来越为人们所重视,这是因为LED的光衰或其寿命是直接和其结温有关,散热不好结温就高,寿命就短,依照阿雷纽斯法则温度每降低10℃寿命会延长2倍。
热辐射的散热公式为“Q =E×S×F×Δ(Ta-Tb)”。公式中Q代表热辐射所交换的能力,E是物体表面的热辐射系数。在实际中,当物质为金属且表面光洁的情况下,热辐射系数比较小,而把金属表面进行处理后(比如发黑)其表面热辐射系数值就会提升。塑料或非金属类的热辐射系数值大部分都比较高。S是物体的表面积,F则是辐射热交换的角度和表面的函数关系,但这里这个函数比较难以解释。Δ(Ta-Tb)则是表面a的温度同表面b之间的温度差。因此热辐射量和热辐射系数、物体表面积的大小以及温度差之间都存在正比关系。绝对黑体的辐射系数为1。热辐射散热也可以用另一个公式来表示:
热辐射的散热量[W]=5.67x10-8x辐射率x散热器面积[m2]x(平均温度+273)3x(温度差)[°C]
热辐射系数不但和材料有关,而且还和加工有关。各种材料在8-14微米的红外辐射率如下表所示:
由表中可见,氧化处理是改进材料的辐射散热的重要途径。采用铸铁的暖气片有相当一部分的散热靠的是辐射散热。而且塑料的热辐射性能和氧化后的金属差不多。
为了改进辐射散热,铝合金鳍片散热器要进行发黑处理,但是有人是采用喷黑色塑胶漆的方法,这种方法虽然也使其表面变黑,但是实际上又加上了一层绝缘层,妨碍了它的散热。最好的方法是采用阳极氧化发黑处理,这个氧化层可以做得很薄,不至于影响其散热,但对辐射散热有很大的改进。。
总之,不管是对流还是辐射都是和散热器的散热面积成正比,所以要改善散热一定要加大散热器的面积。
八.鳍片散热器
散热器采用鳍片的形状是为了加大散热面积。以利于辐射散热和对流散热。散热器的最重要指标就是它的散热面积A,但是散热器的不同部位的散热效果是不同的。在根部的散热效果就差,而在顶部的散热效果就好。所以散热器有一个有效散热面积。它通常是实际面积的70%左右。从经验得出,一般要散1W功率的热量大约需要50-60平方厘米的有效散热器面积。
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