LED燈中的LED芯片是熱流密度很大的電子元件,，它們在運行過程中，由于其靜態(tài)與動態(tài)的損耗，產(chǎn)生大量的多余熱量，通過散熱系統(tǒng)發(fā)散到外部,，維持其工作溫度的穩(wěn)定。目前LED的發(fā)光效率還是比較低,，從而引起結(jié)溫升高,，壽命降低。為了降低結(jié)溫以提高壽命就必須十分重視散熱的問題,。LED的散熱設(shè)計必須從芯片開始一直到整個散熱器,，每一個環(huán)節(jié)都要給于充分的注意。任何一個環(huán)節(jié)設(shè)計不當(dāng)都會引起嚴(yán)重的散熱問題,。所以對散熱的設(shè)計必須給以充分的重視,。

        高性能微槽群復(fù)合相變傳熱技術(shù),，滿足大功率LED照明的散熱要求,，該技術(shù)命名為“微槽群復(fù)合相變集成冷卻技術(shù)”。該技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用LED燈上,，LED芯片的熱量能瞬間分布在整個散熱空間中,，延長了LED燈的壽命提高了發(fā)光效率。

        一,、微槽群復(fù)合相變集成冷卻技術(shù)：

        LED芯片所產(chǎn)生的熱量最后總是通過燈具的外殼散到空氣中去,。普遍的散熱是：LED芯片所產(chǎn)生的熱，從它的金屬散熱塊出來,，先經(jīng)過焊料到鋁基板的PCB,，再通過導(dǎo)熱膠才到鋁散熱器。LED燈具的散熱實際上包括導(dǎo)熱和散熱兩個部分,。有一個概念先要搞清楚,，就是導(dǎo)熱和散熱的區(qū)別。導(dǎo)熱就是要把熱量最快地從發(fā)熱源傳送到散熱器表面,，而散熱則是要把熱量從散熱器表面散發(fā)到空氣中去,。首先要把熱最快的導(dǎo)出來，然后要最有效地散到空氣里去,。傳統(tǒng)的散熱器的熱沉是鋁翅片,，我們的熱沉是：微槽群相變技術(shù)。

         微槽群相變冷卻技術(shù)是依靠技術(shù)手段（如設(shè)備結(jié)構(gòu)：微槽等手段）把密閉循環(huán)的冷卻介質(zhì)（若介質(zhì)為水）變?yōu)榧{米數(shù)量級的水膜,，水膜越薄,，遇熱蒸發(fā)能力越強(qiáng)，潛熱交換能力越強(qiáng)，大功率電子器件的熱量被蒸氣帶走,。

        冷卻器系統(tǒng)組成及工作原理：

        1,、 冷卻器的組成：

         系統(tǒng)主要由四部分組成，即取熱器,、冷凝器,、輸送管路、取熱介質(zhì)（如水,、乙醇等）,。
取熱器一般情況下用進(jìn)口鋁合金制作，板內(nèi)腔有許多微米數(shù)量級的槽道,，其作用是把取熱介質(zhì)（如水）按設(shè)計要求變成所需的液膜,，發(fā)熱功率器件與鋁合金表面緊密接觸，其熱能通過鋁熱傳導(dǎo)給液膜,，液膜瞬間汽化,，把熱能通過管路送到冷凝器冷卻。因取熱器的取熱能力很強(qiáng),，其導(dǎo)熱系數(shù)大于106 W/(m*℃),，所以取熱器的體積可以做到很小。

         冷凝器一般情況下用進(jìn)口鋁合金制作,，板內(nèi)腔有許多毫米數(shù)量級的槽道,，鋁合金板外有肋片，取熱介質(zhì)通過管路送來熱能由它負(fù)責(zé)與室外空氣進(jìn)行對流換熱和輻射換熱,，取熱介質(zhì)的熱能通過冷凝器釋放,，由汽態(tài)變液態(tài)，液態(tài)的取熱介質(zhì)通過自身的重力作用又回到了取熱器里,，準(zhǔn)備下一次熱能交換循環(huán),。

       2、工作原理：

        在毛細(xì)微槽群復(fù)合相變?nèi)崞鲀?nèi)表面加工許多微槽道,，形成微槽群結(jié)構(gòu),，利用微細(xì)尺度復(fù)合相變強(qiáng)化換熱機(jī)理，實現(xiàn)在狹小空間內(nèi),，對小體積的高熱流密度及大功率的器件的高效率地取熱,。毛細(xì)微槽群復(fù)合相變?nèi)崞魅〕龅臒崃坑烧羝?jīng)蒸汽回路輸運到遠(yuǎn)程的高效微結(jié)構(gòu)凝結(jié)器中，在微結(jié)構(gòu)冷凝器內(nèi)微細(xì)尺度凝結(jié)槽群結(jié)構(gòu)表面上進(jìn)行高強(qiáng)度微尺度蒸汽凝結(jié)放熱,。冷凝器凝結(jié)所釋放的熱量可迅捷地擴(kuò)散到微細(xì)尺度凝結(jié)槽群結(jié)構(gòu)表面,，并經(jīng)壁面向外傳導(dǎo)到微結(jié)構(gòu)冷凝器的外壁的肋表面上，通過與外界環(huán)境進(jìn)行對流換熱將熱量釋放到環(huán)境中去,。凝結(jié)液通過凝結(jié)液體回路,，在壓力梯度作用流回到微槽群復(fù)合相變?nèi)崞?。從而實現(xiàn)系統(tǒng)自身取熱與放熱的高效率、無功耗的封閉循環(huán),，達(dá)到器件冷卻的目的,。微槽群復(fù)合相變?nèi)崞鞯娜崦媾c電力電子器件緊密接觸，其內(nèi)表面刻有許多復(fù)合相變微槽道,，集成為復(fù)合相變微槽群,。微槽群復(fù)合相變?nèi)崞髦杏猩倭康木哂幸欢ㄆ瘽摕岬囊后w工質(zhì)。液體工質(zhì)在微槽群自身結(jié)構(gòu)所形成的毛細(xì)壓力梯度的作用下沿微槽流動,，同時在微槽中形成擴(kuò)展彎月面薄液膜蒸發(fā)和厚液膜核態(tài)沸騰的高強(qiáng)度微細(xì)尺度復(fù)合相變強(qiáng)化換熱過程,，使液體工質(zhì)變成蒸汽，利用汽化潛熱帶走電力電子器件工作時產(chǎn)生的巨大熱量,，從而將器件的工作溫度降低并控制在理想的范圍內(nèi),。微槽群復(fù)合相變冷卻系統(tǒng)由小尺寸取熱元件（微槽群復(fù)合相變?nèi)崞鳎崃考傲黧w輸運管路,、遠(yuǎn)程放熱元件（遠(yuǎn)程微結(jié)構(gòu)凝結(jié)器）部分構(gòu)成,。其中，熱量及流體輸運管路包括輸運熱量的蒸汽回路和輸運凝結(jié)液的凝結(jié)液回路兩部分,，分別將微槽群復(fù)合相變?nèi)崞骱瓦h(yuǎn)程微結(jié)構(gòu)凝結(jié)器連接起來,，形成一個對外封閉的微負(fù)壓循環(huán)系統(tǒng)。微槽群復(fù)合相變?nèi)崞魅〕龅木薮鬅崃坑烧羝谙到y(tǒng)的蒸發(fā)與凝結(jié)壓差作用下經(jīng)蒸汽回路輸運到遠(yuǎn)程微結(jié)構(gòu)凝結(jié)器中,，在微結(jié)構(gòu)凝結(jié)器內(nèi)腔中的微細(xì)尺度凝結(jié)槽群結(jié)構(gòu)表面上進(jìn)行高強(qiáng)度微尺度蒸汽凝結(jié)放熱,。蒸汽凝結(jié)所釋放的熱量由微細(xì)尺度凝結(jié)槽群結(jié)構(gòu)表面經(jīng)壁面向外傳導(dǎo)到微結(jié)構(gòu)凝結(jié)器外壁的肋表面上或外壁上的冷卻水通道群中（注：微結(jié)構(gòu)凝結(jié)器壁面將外界環(huán)境和冷卻水與微結(jié)構(gòu)凝結(jié)器內(nèi)部隔開，外界環(huán)境和冷卻水與微結(jié)構(gòu)凝結(jié)器中的凝結(jié)液不接觸）,，通過與外界環(huán)境進(jìn)行的空氣（自然或強(qiáng)制）對流換熱或與冷卻水通道群中的冷卻水進(jìn)行單相強(qiáng)制對流換熱，最終散失到外界環(huán)境中,。而凝結(jié)液則通過凝結(jié)液回路,，借助于重力和系統(tǒng)微細(xì)尺度槽群結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的壓力梯度作用，流回到微槽群復(fù)合相變?nèi)崞髦?。從而整個系統(tǒng)按照由微槽群復(fù)合相變?nèi)崞?、蒸汽回路、遠(yuǎn)程微結(jié)構(gòu)凝結(jié)器,、凝結(jié)液回路再回到微槽群復(fù)合相變?nèi)崞鞯捻樞蛐纬梢粋€具有工質(zhì)單向性流動的,、液－汽－液相變?nèi)岷头艧崮Ｊ降臒o功耗循環(huán)（被動式循環(huán)），達(dá)到使發(fā)熱的大功率電力電子器件冷卻的目的,。圖1 為冷卻系統(tǒng)示意圖,。

                              圖1 微槽群復(fù)合相變冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

             3,、 與熱管的區(qū)別

            形式上與熱管相似,，但在換熱機(jī)理、結(jié)構(gòu)和性能等方面有本質(zhì)不同：
1.采用強(qiáng)大的微細(xì)尺度復(fù)合相變強(qiáng)化換熱機(jī)理；熱管僅為普通的液膜蒸發(fā),；
2.無熱管固有的沸騰,、挾帶、毛細(xì)管力等諸多傳熱極限,；
3.無熱管大功率散熱時的高接觸熱阻與導(dǎo)熱熱阻以及裝置笨重復(fù)雜問題,；
4.無熱管啟動與工作穩(wěn)定性方面的問題；
 5.同等溫度下的單位面積取熱能力比熱管高出約100倍,，且系統(tǒng)簡潔,、輕巧和緊湊。

        二,、微槽群復(fù)合相變LED大功率光源冷卻器的特點：

         1,、超導(dǎo)熱能力：

          微槽群復(fù)合相變冷卻技術(shù)具有超導(dǎo)熱能力，其導(dǎo)熱能力是鋁基板的10000倍,，該技術(shù)能把LED芯片的熱量及時送到面積無限大鋁基板各個散熱面上,。

          導(dǎo)熱系數(shù)大于106 W/(m*℃)。銅是優(yōu)良導(dǎo)體,，也是優(yōu)良導(dǎo)熱體,，銅的導(dǎo)熱系數(shù)約為400 W/(m*℃)；MGCP導(dǎo)熱能力與銅比,，具有超導(dǎo)熱性質(zhì),。用一根長60cm、直徑1.3cm的實心銅棒在100℃工作溫度下輸送200W的熱能量,，銅棒兩端溫度差高達(dá)70℃,；用上述銅棒重量的一半做成MGCP取熱器，也在100℃工作溫度下輸送200W的熱能量,，熱輸送距離也是60cm遠(yuǎn),，其溫度只降了0.5℃，實驗表明MGCP技術(shù)具有超導(dǎo)熱能力,。

        2,、冷卻能力超強(qiáng)：

        取熱熱流密度已達(dá)400W/ ，其能力比水冷高1000倍,，比熱管高約100倍,。取熱能力比強(qiáng)制水冷高100倍，比強(qiáng)制風(fēng)冷高1000倍,。

         1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,，水的沸點是100℃，1Kg水從99℃升溫到100℃,，需要的熱能量為4200焦?fàn)枺?Kg的100℃水吸熱變100℃的蒸氣,，溫度沒有變化,，但是吸取的熱量為2260000焦?fàn)枴Ｋ錇轱@熱交換,，換熱熱量低,，MGCP技術(shù)是潛熱交換，換熱能力超強(qiáng),。1Kg水升溫1℃只需4200焦?fàn)枱崃浚?Kg的100℃水吸熱變100℃的蒸氣,，溫度沒有變化，但是吸取的熱量為2260000焦?fàn)?，兩者吸取的熱量相?00多倍,，因此，兩者換熱能力有巨大差別,。

          3,、無功耗冷卻：

         被動式散熱，無需風(fēng)扇或水泵,，無冷卻用能耗,，無動力運行，節(jié)能,。MGCP技術(shù)是巧妙利用大功率電力電子器件發(fā)熱的能量使取熱介質(zhì)蒸發(fā)產(chǎn)生動能和勢能,，蒸氣流動到冷凝器放熱冷凝成液體，借助取熱器微槽群的毛細(xì)力和液體重力回流到與大功率電力電子器件緊貼的取熱器,，從而實現(xiàn)無外加動力的閉式散熱循環(huán),。

       4、重量輕,、體積?。?br />        重量不到現(xiàn)有散熱器的25％，體積可小到20％以下,。

       5,、可靠性高：
       裝置簡潔緊湊，工作穩(wěn)定,，無啟動問題，可靠性遠(yuǎn)高于風(fēng)扇,、水冷和熱管散熱器,。

         6、成本低,、環(huán)保：
         產(chǎn)品成本小于風(fēng)扇,、水冷和熱管的散熱器；相變工質(zhì)環(huán)境友好,，量少無消耗,。

         7,、余熱利用：
         大功率電力電子器件發(fā)的熱量（廢熱）能變?yōu)?0℃~60℃熱水供日常生活用，取代電熱水器,，實現(xiàn)節(jié)能,。

        LED照明技術(shù)仍然在飛速的向前發(fā)展，隨著技術(shù)的進(jìn)步,，微槽群復(fù)合相變技術(shù)已經(jīng)成熟,，在中國有很多LED照明企業(yè)都在陸續(xù)投入使用，相信在不久的將來,，這項技術(shù)會走進(jìn)更多再為散熱問題苦惱的大功率LED照明廠商,，真正解決散熱問題。