热管理技术

在使用深紫外LED作为光源的杀菌产品中,LED的热量管理是产品化(模块和成品等)过程中亟待解决的技术课题之一。输入LED的电能转换成光能和热能,除了以光能形式输出外,其他作为热能损耗。该损耗部分的热量使零件温度上升,是导致LED寿命缩短的因素,因此贴装LED的基板和周围模块的热管理技术是维持高效率高品质LED性能的关键。

深紫外LED反应器的散热

深紫外LED反应器中负责散热功能的零件有3个。第1个是负责向LED通电并起到散热作用的散热基板。还有高效释放热量的金属制散热板。这2个零件在电脑等电子设备中也会用到。然后,第3个是直接向散热板吹风来提高散热性能的风扇。通过以最大限度发挥3个零件性能的方式进行组合,实现合理的热管理。

图1 3个散热零件

深紫外LED反应器 3个散热零件

实现散热零件的小型化和轻量化

斯坦雷电气在具体制造产品的前一阶段,基于传热学和流体力学的理论进行了“理论设计”和“热流体分析”,对整个系统的散热路径进行优化。通过模拟,对便于零件间导热且能够高效向外散热的结构进行分析【参照图2】。车灯散热零件要求小型化和轻量化。因此,斯坦雷电气追求尽量缩小零件体积、减轻重量、并提高性能的技术。该技术也用在深紫外LED反应器上。在深紫外LED反应器的散热板中引进了优化形状和参数的计算方法,以实现轻量化。运用在汽车前照灯上培养的热管理技术,实现了符合深紫外LED反应器功能特性的小型轻量散热零件。

图2 热流体模拟的分析示意图

图2 热流体模拟的分析示意图