理化所研制出大功率LED液态金属散热器

2011-4-26 09:33 来源: 中国科学院
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  近年来,随着能源危机的日益加剧,以及城市建设和电子信息产业的高速发展,LED光源因其显色性好、能耗低等独特性能,可广泛用于影视灯光、大型广告显示屏、交通信号指示灯、城市高速公路/隧道及重点建筑夜景照明等领域,被国家节能减排规划列为优先发展项目,在全球也引起广泛重视。

  然而,LED芯片结温的高低直接影响其出光效率、工作寿命和可靠性。一旦其功率增加到上百瓦或更高,散热效果即成为制约其性能的瓶颈。针对大功率高密度LED工作时产生的巨大而集中的热量,世界各国一直在加紧探索新的散热解决方案,但均未超越传统的空冷、水冷、相变冷却及固态冷却范畴。正因如此,国内外市场上少有成型的大功率LED产品问世。

  围绕大功率高密度LED散热的紧迫需求,中科院理化技术研究所提出突破性的LED液态金属散热技术理念,并在相应的理论分析、试验研究乃至新型材料、器件的研制等方面取得系列关键性进展。新近针对200瓦LED研制的液态金属散热器工业化样机,可确保室温下LED光源满负荷运行时基板背面最高温度低于45℃。液态金属导热率远高于常规散热工质,能在一个较宽的温度范围(从室温直到2300℃)内始终保持液态,不会像普通液体易于因气液相变导致过高压力而发生危险,特别是由此研制成的散热器十分紧凑。经实验室对200至900瓦功率器件的散热测试表明,液态金属散热技术具有快速高效的热量输运能力,体现出了稳定可靠、能耗低等诸多领先于传统散热方式的优点,有望成为高端LED光源热管理的理想解决方案。

  相关研究工作得到中国科学院、国家自然科学基金委等资助支持。