客戶需求:
客戶從事舞臺燈光設備制造行業,設備主體為大功率LED,具有亮度高、發熱量巨大的特點,傳統風冷散熱表現一般,尤其在夏季、室外的情況下,設備易故障,甚至損壞。客戶聯系了東遠芯睿研發部,希望在不改變設備基本外形的情況下,將傳統的風冷散熱方式改換為高效的水冷散熱方式。
需求分析:
客戶設備中的所采用的LED外形尺寸為54*54*6mm,功率有120W、160W、200W三種規格,此次設計中我們以最高的200W功率為熱源。
客戶不希望改變設備基本外形,所以設備的外殼部分不可調整,實際測得可安裝水冷頭的空間為71*69*18mm。
設計目標:
我們模擬客戶設備在夏季、室外、無自然風的情況,將之放置于35℃恒溫實驗箱,測得LED表面溫度為92℃,遠遠高于LED產品65℃的安全溫度;此次水冷散熱設計目標為將溫度降至安全溫度內。
解決方案:
*由于客戶設備內部可操作空間小,所以采用設備內部只安裝水冷頭,在外部連接一體式水冷箱的方案。
*水冷頭的設計方向1:根據研發部的設計經驗,長和寬方向的散熱面積是足夠的,內部水路設計為方柱形式,為客戶節約一定的成本和工期。
*水冷頭的設計方向2:空間的高度方向上不足,所以水口垂直于內部水路的方式不合適,設計為水口平行于水路的方式,進出水口之間加條形隔板。
*經研發部討論和仿真計算,確定水冷頭外形尺寸為65*56*14mm,使用純銅材質,內部水路采用方柱形式,水口采用G1/4螺紋。
*客戶的單個設備體積較小,所以一體式水冷箱也選擇了體積較小的,并配以稍長的軟管,方便客戶對外置的水冷箱進行統一的放置和管理。
*對最終的解決方案做熱學CFD處理,35℃恒溫時LED表面最高溫度為53℃,低于安全溫度,設計通過。
產品/方案交付:
客戶將解決方案實際應用至自己的LED設備,在不改變設備基本外形的情況下,溫度降至56℃,控制在了LED的安全溫度之內,設備的穩定性和可靠性取得了提升,市場占有率方面也取得了一定的提高。