Novel Vapor Chamber Heat Spreader for Thermal Management of High Power Light Emitting Diodes.pdf

1、在節(jié)能照明領(lǐng)域中，人們普遍認(rèn)為大功率發(fā)光二極管(HPLEDs)是一種能夠替代傳統(tǒng)白熾燈與熒光燈的最佳選擇。出于其更高的發(fā)光效率、更長(zhǎng)的使用壽命、更穩(wěn)定的使用性和更優(yōu)良的光源，HPLED在全球能源消費(fèi)中發(fā)揮了重要的作用。因此為了保證HPLED的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性，使用良好散熱性能的平板熱管得到大家的廣泛認(rèn)可。VaporChamber(VC)是一種結(jié)構(gòu)緊湊、導(dǎo)熱性能好、溫度分布穩(wěn)定的特殊平板熱管。因此，本文設(shè)計(jì)并制造了兩種VC，分別命名為Ⅰ型

2、和Ⅱ型。以水、丙酮和乙醇作為實(shí)驗(yàn)工質(zhì)，銅作為加熱裝置和加工原料，分別對(duì)兩種VC進(jìn)行了熱力學(xué)性能測(cè)試。
　　 基于Cotter理論，我們分析了高性能新設(shè)計(jì)熱管的基本公式和傳熱極限的影響因素。由于泡沫金屬銅作為毛細(xì)芯有著很高的孔隙率，因而減輕了整體重量，并降低了在VC中兩相流動(dòng)的阻力。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中對(duì)工質(zhì)、充液比和角度對(duì)VC性能的影響進(jìn)行了研究，加熱時(shí)通過銅塊模擬高密度大功率LED。在Ⅰ型熱管的三種工質(zhì)傳熱實(shí)驗(yàn)研究中，水的效果最好，V

3、C的熱阻隨著熱負(fù)荷的增加而減小。水平放置，充液比為30％，最高的加熱功率可達(dá)170W，相當(dāng)于216W/cm2的熱流密度，最小熱阻為0.09K/W.Ⅱ型VC是我們新發(fā)明的一種并聯(lián)分支型VC。無論何種工質(zhì)，在定額輸入熱量時(shí)，冷凝端溫度分布趨于一致，表現(xiàn)出較了優(yōu)異的均溫特性。對(duì)于4種不同的充液比，當(dāng)熱負(fù)荷增加時(shí)，VC的熱阻也是降低的。充液比較大時(shí)，加熱量越大VC散熱效果越好，而加熱量越小則角度的影響權(quán)重逐漸增大。充液比較小時(shí)，放置角度對(duì)VC熱