דרכי קירור תרמיות מסוג UV LED נפוצות
UV-LED הוא מקור אור UV חדש במצב מוצק לאחר מקורות אור UV מסורתיים בגז כגון מנורת כספית ומנורת קסנון. יש לו את היתרונות של ביצועים יציבים, גל אור מתכוונן יחיד, יעילות אור גבוהה, צריכת אנרגיה נמוכה, הגנת סביבה ירוקה וכן הלאה. זה הפך למוצר החלופי הטוב ביותר ברוב תחומי היישום של UV כיום. בשנים האחרונות, עם ההתפתחות המהירה של UV-LED והשיפור המתמיד של הספק המערכת שלה, פיזור החום הפך לגורם חשוב המעכב את התפתחותו. העלייה בטמפרטורת צומת השבב מובילה לירידה בביצועי UV-LED. על מנת לשמור על המאפיינים הטובים של מערכת UV-LED בתנאי הספק גבוה, עלינו לחזק את הקירור התרמי של השבב.
גוף קירור אוויר UV-LED:
ניתן לחלק את גוף הקירור UV-LED לקירור אוויר לסוג אקסטרוזיה וסוג צינור חום לפי הקטגוריה. בשל צפיפות ההספק הגבוהה של שבבי מערך UV-LED, הסעה טבעית יכולה לספק יכולת פיזור חום קטנה וצריכת חום גבוהה, ולכן בדרך כלל משתמשים בהסעה מאולצת במקום בהסעה טבעית.
גוף הקירור האקסטרוזיה בשימוש בדרך כלל בקירור UV-LED בהספק נמוך, ויש לו אמינות גבוהה ועלות נמוכה יותר בשל המבנה הפשוט.
צינור חום הוא מכשיר הולכת חום בעל יעילות גבוהה, המשתמש בעיקר בהעברת חום לשינוי פאזה. לצינור החום עצמו אין אפקט קירור, אבל הוא מוליך חום טוב. סנפירים מופצים בדרך כלל מחוץ לצינור החום בצורת U, אשר עונה על הדרישות של מזעור ונוחות של מערכת ריפוי UV ומבטיח את אחידות טמפרטורת פני השטח של פיזור חום.
פתרונות קירור נוזלי UV-LED
גוף הקירור הנוזל מניע את זרימת הנוזל דרך משאבת המים כדי להסיר את החום. רדיאטור הקירור הנוזלי משתמש בדרך כלל במים בתור נוזל הקירור. מכיוון שהמוליכות התרמית של מים באותה טמפרטורה היא בערך פי 20 מזו של אוויר, יכולת העברת החום שלהם גדולה מזו של אוויר, וקיבולת החום הסגולית של מים גדולה בהרבה מזו של אוויר, כך שהם יכולים לספוג ביעילות את חום שנוצר על ידי שבבי UV-LED. ניתן לשלב את רדיאטור הקירור הנוזלי של מכשיר UV-LED קומפקטי באפליקציה עם שטח מוגבל סביב אזור הריפוי, והוא נמצא בשימוש נרחב בהזדמנויות רבות.
דרכים חדשות לקירור:
בנוסף לגוף הקירור המסורתי של קירור האוויר ולקירור הנוזל, על מנת לחמם ביעילות את מערכת ה-UV-LED, הופיעו כמה גופי קירור חדשים, כגון קירור rmoelectric, קירור מתכת נוזלית וכן הלאה.
בתהליך של קירור תרמו-אלקטרי ופיזור חום, יריעת קירור מוליכים למחצה (TEC) יכולה לשמש רק כנושא פיזור חום. ל-Tec יש מבנה קומפקטי, ושטף החום שיכול להפיץ חום הוא בדרך כלל נמוך, והוא משמש בדרך כלל לפיזור חום של מערכות UV בעלות הספק נמוך, ואז החום מופרש בשיטות קירור אחרות.
בעיית פיזור החום הפכה לצוואר בקבוק טכני המגביל את שיפור ההספק של מערכת UV-LED. יש לפתור את בעיית פיזור החום של UV-LED בעוצמה גבוהה על ידי שילוב של העברת חום, מדעי החומר וטכנולוגיית ייצור. העברת חום מספקת אמצעי פיזור חום, מדע החומרים משפר את המוליכות התרמית של חומרים, וטכנולוגיית הייצור משפרת את תהליך הייצור.
קירור אוויר וקירור נוזלי הן הטכנולוגיות הנפוצות ביותר כיום. בנוסף, צצו גם שיטות קירור חדשות כמו קירור תרמו-אלקטרי ומתכת נוזלית. עם זאת, בתחום הטכנולוגיה התרמית המשופרת, עדיין יש הרבה מקומות שכדאי לחקור, והמחקר של שיטות קירור חדשות דורש פיתוח נוסף. בתכנון המבני של גוף קירור, כיוון המחקר בשנים האחרונות הוא שיפור המבנה הקיים באמצעות שיטות אופטימיזציה, בחירת חומרים וטכנולוגיה.
