PUKYONG

Vapor Chamber 기반의 LED 장치의 방열 특성 연구

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Alternative Title
A Study heat dissipation characteristics of LED device based on vapor chamber
Abstract
In the study, the thermal characteristics of LED floodlights, LED explosion-proof lighting, and LED displays were investigated using vapor chamber technology, which is a heat pipe principle.
In the study of LED floodlight using vapor chamber technology, it was found that the thermal conductivity K value is improved by 66 to 182 % compared to the heat dissipation method using conventional heat sink only.
In addition, the convective heat transfer h value was found to be 11 to 34 % improvement over the conventional heat dissipation method using only a conventional heat sink.
This was analyzed as the result of heat transfer from the LED chip to the LED luminaire due to efficient conduction and convection.
LED explosion-proof lighting using vapor chamber technology can reduce the temperature of LED chip area by 14.3 .
At the surface temperature of the LED explosion-proof luminaire, it was found that the temperature difference was about 0.8 due to thermal parallelism due to the contact between the external surface and the external air.
The thermal spreader of vapor chamber technology, which can be used for LED displays, is important to have stable heat transfer characteristics for long-term use.
If the heat transfer property is poor, the heat is runaway due to thermal lamination, which causes damage to the device due to deterioration.
Eventually, the LED display will be damaged.
In order to drive it stably, the stable performance of the heat dissipation device is especially important.
Thermal stacking can be intensified if the vapor chamber's performance to transfer heat continues to degression.
Therefore, the heat transfer performance of the working fluid is of paramount importance.
In the case of acetone-based vapor chamber, the heat transfer performance was decreased over time, whereas the vapor chamber using the Novec 7100 showed stable heat transfer characteristics.
When the vapor chamber with effective and stable heat transfer performance is used in the LED display, the vivid image quality and stable function will be able to support the LED display's high quality and visibility for a long time.
Author(s)
서진국
Issued Date
2020
Awarded Date
2020. 2
Type
Dissertation
Keyword
LED 방열
Publisher
부경대학교
URI
https://repository.pknu.ac.kr:8443/handle/2021.oak/24055
http://pknu.dcollection.net/common/orgView/200000283682
Alternative Author(s)
Jin Kook Seo
Affiliation
부경대학교 대학원
Department
대학원 LED공학협동과정
Advisor
유영문
Table Of Contents
제1장 서론 1
1.1. 연구배경 및 목적 2
1.2. 히트파이프 개요 8
제2장 열전달 및 히트파이프 이론 36
2.1. 열전달 이론 36
2.1.1. 전도 36
2.1.2. 대류 37
2.1.3. 복사 39
2.1.4. 열저항 40
2.1.5. 열전도도 43
2.2. 히트파이프 이론 51
2.2.1. 히트파이프의 구조 및 작동원리 51
2.2.2. 히트파이프의 특징 53
2.2.3. 열전달 한계 53
2.2.4. 히트파이프의 열저항 63
2.2.5. 히트파이프의 설계 및 제작 66
제3장 Vapor chamber형 LED 투광등 연구 71
3.1. LED 투광등 개요 71
3.2. LED 투광등에 대한 선행 연구 71
3.3. 고방열 성능의 LED 투광등 연구 개발의 필요성 73
3.4. LED 투광등의 구성 및 설계, 제작 74
3.4.1. LED 투광등 구성 74
3.4.2. LED 설계 및 제작 77
3.5. LED 투광등의 방열 실험 84
3.6. LED 투광등의 실험 결과 및 분석 88
3.7. LED 투광등의 작동 매체의 특징 101
3.8. 연구 수행 과정 중 발생한 장애 요소 및 해결 사항 103
제4장 Vapor chamber형 LED 내압 방폭 조명 연구 107
4.1. LED 내압 방폭 조명 개요 107
4.2. LED 내압 방폭 조명에 대한 선행 연구 109
4.2.1. 방폭 이론 109
4.2.2. 위험장소 및 기기 보호 수준(EPL) 110
4.2.3. 폭발위험장소에서의 등기구 선정 및 설치 111
4.2.4. 폭발성 가스 분위기에서의 위험장소의 분류 117
4.2.5. 폭발성 분진 분위기에서의 위험장소의 분류 118
4.3. 고방열 성능의 LED 내압 방폭 조명기구의 연구 개발 필요성 120
4.4. LED 내압 방폭 조명 구성 및 설계 122
4.4.1. LED 내압 방폭 구성 122
4.4.2. Thermal spreader 설계 및 제작 125
4.5. 열해석 시뮬레이션 126
4.6. LED 내압 방폭등의 방열 실험 127
4.7. LED 내압 방폭등의 실험 결과 및 분석 130
제5장 LED 디스플레이용 Thermal spreader의 방열 연구 133
5.1. LED 디스플레이 개요 133
5.2. 고방열 성능의 디스플레이에 대한 선행 연구 134
5.3. 고방열 성능의 디스플레이의 연구 개발 필요성 143
5.4. Thermal spreader의 설계 및 제작 145
5.5. LED 디스플레이용 Thermal spreader 방열 실험 146
5.6. Thermal spreader의 실험 결과 및 분석 150
제6장 결론 157
참고문헌 160
Abstract 171
Degree
Doctor
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대학원 > LED공학협동과정
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