Conception de dissipateur thermique à LED
Avec l'évolution continue des matériaux LED et de la technologie d'emballage, la luminosité des produits LED est continuellement améliorée et les applications LED sont de plus en plus larges. La puissance de la LED monopuce d'origine n'est pas élevée, le pouvoir calorifique est limité et le problème de chaleur n'est pas important, sa méthode d'emballage est donc relativement simple. Cependant, ces dernières années, avec la percée continue de la technologie des matériaux LED, la technologie d'emballage des LED a également changé. La puissance d'entrée d'une seule LED peut atteindre plus de 1 W, et même jusqu'à 3 W à 5 W de plus avec la technologie développée.
Étant donné que les problèmes thermiques liés au système LED à haute luminosité et haute puissance seront la clé pour affecter le fonctionnement du produit, afin d'évacuer rapidement la chaleur des composants LED vers l'environnement, nous devons d'abord commencer par la gestion thermique au niveau de l'emballage. . À l'heure actuelle, la solution de l'industrie consiste à connecter la puce LED à une plaque de trempage avec de la soudure ou un matériau conducteur thermique pour réduire l'impédance thermique du module d'emballage via le dissipateur thermique, qui est également le module d'emballage LED le plus courant sur le marché.
Les composants de dissipation thermique des LED sont similaires à ceux du CPU. Il s'agit principalement de modules refroidis par air composés de matériaux de dissipateur thermique, de caloduc, de ventilateur et d'interface thermique. Bien entendu, le refroidissement liquide fait également partie des contre-mesures thermiques. En ce qui concerne le module de rétroéclairage TV LED de grande taille le plus populaire à l'heure actuelle, la puissance d'entrée du rétroéclairage LED de 40 pouces et 46 pouces est respectivement de 470 W et 550 W. Si 80 % d’entre elles se transforment en chaleur, la dissipation thermique requise est d’environ 360 W et 440 W.
Refroidissement par air :
Le refroidissement par air est le moyen le plus courant de dissipation de la chaleur, mais c'est également un moyen moins coûteux. Essentiellement, le refroidissement par air consiste à utiliser un ventilateur pour évacuer la chaleur absorbée par le dissipateur thermique. Le modèle utilitaire présente les avantages d’un prix relativement bas et d’une installation pratique. Cependant, il est fortement dépendant de l'environnement. Par exemple, lorsque la température augmente et que l'overclocking se produit, ses performances de dissipation thermique seront grandement affectées.
Refroidissement liquide :
Le refroidissement liquide évacue la chaleur de la LED grâce à la circulation forcée du liquide entraînée par la pompe. Par rapport au refroidissement par air, il présente les avantages d'un refroidissement silencieux et stable, d'une moindre dépendance à l'égard de l'environnement, etc. Le prix du refroidissement liquide est relativement élevé et l’installation est relativement fastidieuse. Pour des raisons de coût et de facilité d'utilisation, l'eau est généralement utilisée comme liquide conducteur de chaleur pour la dissipation de la chaleur du refroidissement liquide, c'est pourquoi le dissipateur thermique de refroidissement liquide est souvent appelé dissipateur thermique refroidi par eau.
Refroidissement par réfrigération des semi-conducteurs :
Le refroidissement des semi-conducteurs utilise une puce de réfrigération à semi-conducteurs spéciale pour générer une différence de température lors de la mise sous tension. Tant que la chaleur à l'extrémité haute température peut être efficacement dissipée, l'extrémité basse température sera continuellement refroidie. Il existe une différence de température sur chaque particule semi-conductrice. Une feuille réfrigérante est composée de dizaines de ces particules en série, de sorte qu'une différence de température se forme sur les deux surfaces de la feuille réfrigérante. En utilisant ce phénomène de différence de température, combiné au refroidissement par air/refroidissement par eau pour refroidir l'extrémité à haute température, un excellent effet de dissipation thermique peut être obtenu.
La réfrigération à semi-conducteurs présente les avantages d'une faible température de réfrigération et d'une grande fiabilité. La température de la surface froide peut descendre en dessous de moins 10 degrés, mais le coût est trop élevé et peut provoquer un court-circuit en raison d'une température trop basse. De plus, le processus de fabrication de puces de réfrigération à semi-conducteurs n’est pas mature et n’est pas largement utilisé.
