鋁型材具有重量輕、美觀耐用、散熱率高、塑形性好等優(yōu)點(diǎn),在空調(diào)、冷卻器和散熱器等方面獲得了廣泛的應(yīng)用。在我國(guó),散熱器也越來(lái)越流行采用鋁型材,而且主要以鋁擠壓成形為主,這是因?yàn)閿D壓成形的毛坯尺寸一致性好,生產(chǎn)周期短,成本也比較低。
LED散熱方式有輻射和傳導(dǎo)與對(duì)流。
輻射是指機(jī)體以發(fā)射紅外線方式來(lái)散熱。當(dāng)皮膚溫高于環(huán)境溫度時(shí),機(jī)體的熱量以輻射方式散失。輻射散熱量與皮膚溫、環(huán)境溫度和機(jī)體有效輻射面積等因素有關(guān)。在一般情況下,輻射散熱量占總散熱量的40%。當(dāng)然,如果環(huán)境溫度高于皮膚溫,機(jī)體就會(huì)吸收輻射熱。煉鋼工人在爐前作業(yè),炎熱的夏季農(nóng)民在日照下田間勞動(dòng)也會(huì)遇到這種情況。
傳導(dǎo)就是機(jī)體通過(guò)傳遞分子動(dòng)能的方式散發(fā)熱量。當(dāng)人體與比皮膚溫低的物體(如衣服、床、椅等)直接接觸時(shí),熱量自身體傳給這些物體。臨床上,用冰帽、冰袋冷敷等方法給高熱病人降溫,就是利用這個(gè)原理。
對(duì)流就是空氣的流動(dòng),這是以空氣為介質(zhì)來(lái)進(jìn)行散熱。
當(dāng)熱量傳到散熱器的頂部后,就需要盡快地將傳來(lái)的熱量散發(fā)到周邊環(huán)境中去,對(duì)風(fēng)冷散熱器而言就是要與周圍的空氣進(jìn)行熱交換。這時(shí),熱量是在兩種不同介質(zhì)間傳遞,所依循的公式為Q=αXAXΔT,其中ΔT為兩種介質(zhì)間的溫差,即散熱器與周圍環(huán)境空氣的溫度差;而α為流體的導(dǎo)熱系數(shù),在散熱片材質(zhì)和空氣成分確定后,它就是一個(gè)固定值;其中最重要的A是散熱片和空氣的接觸面積,在其他條件不變的前提下,如散熱器的體積一般都會(huì)有所限制,機(jī)箱內(nèi)的空間有限,過(guò)大會(huì)加大安裝的難度,而通過(guò)改變散熱器的形狀,增大其與空氣的接觸面積,增加熱交換面積,是提高散熱效率的有效手段。、要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),一般通過(guò)用鰭片式設(shè)計(jì)輔以表面粗糙化或螺紋等辦法來(lái)增大表面積。
當(dāng)熱量傳遞給空氣后,和散熱片接觸的空氣溫度會(huì)急速上升,這時(shí)候,熱空氣應(yīng)該盡可能和周圍的冷空氣通過(guò)對(duì)流等熱交換方式來(lái)將熱量帶走,對(duì)風(fēng)冷散熱器來(lái)說(shuō),最主要的手段便是提高空氣流動(dòng)的速度,使用風(fēng)扇來(lái)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制對(duì)流。這點(diǎn)主要和風(fēng)扇的設(shè)計(jì)和風(fēng)速有關(guān),散熱器風(fēng)扇的效能(例如流量、風(fēng)壓)主要取決于風(fēng)扇扇葉直徑、軸向長(zhǎng)度、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和扇葉形狀。風(fēng)扇的流量大都采用CFM為單位(英制,立方英尺/分鐘),一個(gè)CFM大約為0.028mm3/分鐘的流量。
鋁散熱器是早期最為常見(jiàn)的散熱器,其制造工藝簡(jiǎn)單,成本低,到目前為止,鋁散熱器仍然占據(jù)著相當(dāng)一部分市場(chǎng)。為增加其鰭片的散熱面積,鋁散熱器最常用的加工手段是鋁擠壓技術(shù),LED燈控制器評(píng)價(jià)一款鋁散熱器的主要指標(biāo)是散熱器底座的厚度和Pin-Fin比。Pin是指散熱片的鰭片的高度,F(xiàn)in是指相鄰的兩枚鰭片之間的距離。Pin-Fin比是用Pin的高度(不含底座厚度)除以Fin,Pin-Fin比越大意味著散熱器的有效散熱面積越大,代表鋁擠壓技術(shù)越先進(jìn)。