Běžné způsoby tepelného chlazení UV LED
UV-LED je nový pevný zdroj UV světla po tradičních plynových zdrojích UV světla, jako je rtuťová výbojka a xenonová výbojka. Má výhody stabilního výkonu, jediné nastavitelné světelné vlny, vysoké světelné účinnosti, nízké spotřeby energie, zelené ochrany životního prostředí a tak dále. V současnosti se stal nejlepším náhradním produktem ve většině oblastí UV aplikací. V posledních letech, s rychlým rozvojem UV-LED a neustálým zlepšováním výkonu systému, se rozptyl tepla stal důležitým faktorem, který brání jeho rozvoji. Zvýšení teploty přechodu čipu vede k poklesu výkonu UV-LED. Abychom udrželi dobré vlastnosti UV-LED systému za podmínek vysokého výkonu, musíme posílit tepelné chlazení čipu.
Chladič vzduchového chlazení UV-LED:
Chladič vzduchového chlazení UV-LED lze rozdělit na typ vytlačování a typ tepelné trubice podle kategorie. Vzhledem k vysoké hustotě výkonu pole UV-LED čipů může přirozená konvekce zajistit malou kapacitu rozptylu tepla a vysokou spotřebu tepla, takže místo přirozené konvekce se obvykle používá nucená konvekce.
Chladič pro chlazení vytlačovaným vzduchem se obvykle používá na chlazení UV-LED s nízkým výkonem a má vysokou spolehlivost a nižší náklady díky jednoduché konstrukci.
Tepelná trubice je vysoce účinné zařízení pro vedení tepla, které využívá především přenos tepla s fázovou změnou. Tepelná trubice sama o sobě nemá žádný chladicí účinek, ale je dobrým vodičem tepla. Žebra jsou obvykle rozmístěna mimo tepelnou trubici ve tvaru U, což splňuje požadavky miniaturizace a pohodlí systému vytvrzování UV zářením a zajišťuje rovnoměrnost povrchové teploty rozptylu tepla.
UV-LED řešení kapalného chlazení
Chladič kapalinou chlazený pohání průtok kapaliny vodním čerpadlem, aby odváděl teplo. Chladič kapalinového chlazení obvykle používá jako chladicí kapalinu vodu. Protože tepelná vodivost vody při stejné teplotě je asi 20krát vyšší než u vzduchu, její kapacita přenosu tepla je větší než kapacita vzduchu a měrná tepelná kapacita vody je mnohem větší než tepelná kapacita vzduchu, takže může účinně absorbovat teplo generované UV-LED čipy. Kapalinový chladič kompaktního UV-LED zařízení může být integrován do aplikace s omezeným prostorem kolem vytvrzovací oblasti a je široce používán při mnoha příležitostech.
Nové způsoby chlazení:
Kromě tradičního chladiče vzduchového chlazení a chladiče kapalinového chlazení se za účelem účinného ohřevu systému UV-LED objevily některé nové chladiče, jako je rmoelektrické chlazení, chlazení tekutými kovy a tak dále.
V procesu termoelektrického chlazení a odvodu tepla může být polovodičový chladicí plech (TEC) použit pouze jako nosič odvodu tepla. Tec má kompaktní strukturu a tepelný tok, který může odvádět teplo, je obvykle nízký a obvykle se používá pro odvod tepla nízkoenergetických UV systémů a poté je teplo odváděno jinými způsoby chlazení.
Problém rozptylu tepla se stal technickým úzkým hrdlem, které omezuje zlepšení výkonu UV-LED systému. Problém rozptylu tepla vysoce výkonných UV-LED je třeba vyřešit kombinací přenosu tepla, materiálové vědy a výrobní technologie. Přenos tepla poskytuje prostředky pro odvod tepla, věda o materiálech zlepšuje tepelnou vodivost materiálů a výrobní technologie zlepšuje výrobní proces.
Chladiče vzduchem a kapalinovým chlazením jsou v současnosti nejpoužívanější technologie. Kromě toho se také objevily nové způsoby chlazení, jako je termoelektrické chlazení a tekutý kov. V oblasti zdokonalené tepelné techniky je však stále mnoho míst, která stojí za to prozkoumat, a výzkum nových metod chlazení potřebuje další rozvoj. V konstrukčním návrhu chladicího chladiče je v posledních letech výzkumným směrem zlepšit stávající strukturu pomocí optimalizačních metod, výběru materiálů a technologie.
