طرق التبريد الحراري الشائعة للأشعة فوق البنفسجية LED
UV-LED هو مصدر ضوء جديد للأشعة فوق البنفسجية ذو الحالة الصلبة بعد مصادر ضوء الأشعة فوق البنفسجية الغازية التقليدية مثل مصباح الزئبق ومصباح الزينون. تتميز بمزايا الأداء المستقر ، وموجة الضوء المفردة القابلة للتعديل ، وكفاءة الإضاءة العالية ، والاستهلاك المنخفض للطاقة ، وحماية البيئة الخضراء ، وما إلى ذلك. لقد أصبح أفضل منتج بديل في معظم مجالات تطبيقات الأشعة فوق البنفسجية في الوقت الحاضر. في السنوات الأخيرة ، مع التطور السريع لـ UV-LED والتحسين المستمر لقوة نظامها ، أصبح تبديد الحرارة عاملاً مهمًا يعيق تطوره. تؤدي زيادة درجة حرارة وصلة الرقاقة إلى انخفاض أداء UV-LED. من أجل الحفاظ على الخصائص الجيدة لنظام UV-LED في ظل ظروف الطاقة العالية ، يجب علينا تعزيز التبريد الحراري للرقاقة.
غرفة التبريد لتبريد الهواء UV-LED:
يمكن تقسيم غرفة التبريد بالهواء UV-LED إلى نوع البثق ونوع أنبوب الحرارة وفقًا للفئة. نظرًا لكثافة الطاقة العالية لرقائق UV-LED المصفوفة ، يمكن أن يوفر الحمل الحراري الطبيعي سعة صغيرة لتبديد الحرارة واستهلاكًا عاليًا للحرارة ، لذلك يتم استخدام الحمل القسري عادةً بدلاً من الحمل الحراري الطبيعي.
عادةً ما يتم استخدام المبدد الحراري لتبريد الهواء بالبثق في تبريد UV-LED منخفض الطاقة ، وله موثوقية عالية وتكلفة أقل بسبب الهيكل البسيط.
أنبوب الحرارة عبارة عن جهاز توصيل حراري عالي الكفاءة ، والذي يستخدم بشكل أساسي نقل الحرارة بتغيير الطور. أنبوب الحرارة نفسه ليس له تأثير تبريد ، ولكنه موصل جيد للحرارة. عادة ما يتم توزيع الزعانف خارج الأنبوب الحراري على شكل حرف U ، والذي يلبي متطلبات التصغير والراحة لنظام المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية ويضمن توحيد درجة حرارة سطح تبديد الحرارة.
حلول التبريد السائل UV-LED
يعمل المبدد الحراري للتبريد السائل على دفع تدفق السائل عبر مضخة الماء لسحب الحرارة. يستخدم المبرد السائل عادة الماء كمبرد. نظرًا لأن الموصلية الحرارية للماء عند نفس درجة الحرارة تبلغ حوالي 20 ضعفًا من الهواء ، فإن قدرتها على نقل الحرارة أكبر من قدرة الهواء ، كما أن السعة الحرارية النوعية للماء أكبر بكثير من تلك الخاصة بالهواء ، لذلك يمكنها امتصاص الهواء بشكل فعال. الحرارة الناتجة عن رقائق UV-LED. يمكن دمج مشعاع التبريد السائل لجهاز UV-LED المضغوط في التطبيق بمساحة محدودة حول منطقة المعالجة ، ويستخدم على نطاق واسع في العديد من المناسبات.
طرق تبريد جديدة:
بالإضافة إلى غرفة التبريد التقليدية للتبريد بالهواء والتبريد بالسائل ، من أجل تسخين نظام UV-LED بشكل فعال ، ظهرت بعض المبددات الحرارية الجديدة ، مثل التبريد الكهروضوئي والتبريد المعدني السائل وما إلى ذلك.
في عملية التبريد الكهروحراري وتبديد الحرارة ، لا يمكن استخدام لوح تبريد أشباه الموصلات (TEC) إلا كحامل لتبديد الحرارة. Tec له هيكل مضغوط ، وعادة ما يكون التدفق الحراري الذي يمكن أن يبدد الحرارة منخفضًا ، وعادة ما يستخدم لتبديد الحرارة لأنظمة الأشعة فوق البنفسجية منخفضة الطاقة ، ثم يتم تفريغ الحرارة من خلال طرق التبريد الأخرى.
أصبحت مشكلة تبديد الحرارة بمثابة عنق زجاجة تقني يحد من تحسين الطاقة لنظام UV-LED. يجب حل مشكلة تبديد الحرارة للأشعة فوق البنفسجية عالية الطاقة من خلال الجمع بين نقل الحرارة وعلوم المواد وتكنولوجيا التصنيع. يوفر نقل الحرارة وسائل تبديد الحرارة ، ويحسن علم المواد الموصلية الحرارية للمواد ، وتحسن تكنولوجيا التصنيع عملية التصنيع.
تعد خافضات حرارة التبريد بالهواء والتبريد السائل من أكثر التقنيات استخدامًا في الوقت الحالي. بالإضافة إلى ذلك ، ظهرت طرق تبريد جديدة مثل التبريد الكهروحراري والمعدن السائل. ومع ذلك ، في مجال التكنولوجيا الحرارية المحسّنة ، لا يزال هناك العديد من الأماكن التي تستحق الاستكشاف ، ويحتاج البحث عن طرق تبريد جديدة إلى مزيد من التطوير. في التصميم الهيكلي للمبدد الحراري ، كان اتجاه البحث في السنوات الأخيرة هو تحسين الهيكل الحالي من خلال طرق التحسين واختيار المواد والتكنولوجيا.
