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[参考译文] DLPLCR99UVEVM:使用纳秒脉冲激光的 DLPLCR99UVEVM 的散热注意事项

Guru**** 2837190 points

Other Parts Discussed in Thread: DLP991UUV, DLPLCR99UVEVM, DLP991U

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/dlp-products-group/dlp/f/dlp-products-forum/1625662/dlplcr99uvevm-thermal-considerations-for-dlplcr99uvevm-using-nanosecond-pulsed-laser

部件号: DLPLCR99UVEVM
主题中讨论的其他器件: DLP991UUVDLP991U

我正在将 DLP991UUV (0.99“ 4K UV DMD) 集成到需要在有源阵列上具有 5W–10W 入射 355nm UV 光的系统中。 我正在寻求有关镜面涂层的长期可靠性以及对库存 EVM 增加冷却能力的指导。

激光参数:

  • 波长:355 nm

  • 16W 平均功率、40kHz 重复速率、~15ns 脉冲宽度。

cm² 平均功率保持稳定、我打算增加重复率(高达 200KHz 以上)并增加脉冲宽度、以更大限度地降低峰值功率密度(GW/m ²)和机械铰链疲劳。

将展开射束以填充整个活动阵列 (2.6 cm^2)。 假设总吸收率为 15%(包括微镜反射率损耗和间隙下的基板吸收)、我预计 DMD 封装上的热负载约为 1.5W。

我担心 EVM 上的库存无源铝散热器不足以满足这种入射光需求。 我计划使用高静压风扇添加主动强制对流进行 CPU 冷却、但我只是想检查是否有解决类似问题的想法、我可以从中获得一些灵感。

 

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    嗨、Aaron、  

    感谢您联系我们并使用 E2E 论坛! 让我在内部与 机械/热力团队讨论、以获取他们的建议、我将很快提供更多反馈。

    此致、  

    Tristan Bottone

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    嗨、Aaron、  

    感谢您的耐心等待、我在内部与我们的机械/热力团队讨论了这个问题。  请在 下面查看他们的建议:

    “  

    DMD 上的吸收负载取决于微镜主要处于打开还是关闭状态。 对于 355nm 照明、估计的导通状态下吸收~0.21、关断状态下吸收~0.37(假设波束仅填充有源阵列而不会出现溢出)。  根据您的~10W 入射功率条件、这会导致吸收的光负载约为 2.1W 至 3.7W。 但是、DLP991UUV DMD 的电功率耗散相当高、并在的热计算部分中列为 9.5W  DLP991UUV 数据表、因此 DMD 的总热负荷预计约为 11.6W 至 13.2W

    从散热的角度来看、封装热阻约为 0.55°C/W、DLPLCR99UVEVM 散热器(无源,无气流)估计为≥3°C/W。 这会导致总热阻为~Ω 3.55°C/W、这意味着阵列在高端负载下的总温升为 13.2W *(0.55 +θ 3ºC)= 46.9ºC Ω。 在 20ºC μ A 的环境中、阵列值为 66.9ºC μ A。

    DLP991U DMD 阵列温度的 ºC 工作温度(如数据表中所述)在 20–30 μ F 之间、这意味着 DMD 阵列温度将超过该阵列的建议工作范围 20–30°C。 在此基础上 仅靠无源散热器不足以在这些条件下维持安全的工作温度 。 我们 建议添加主动冷却(使用风扇强制通风) 。 根据您的系统限制、可能需要更大的散热器或液体冷却解决方案来保持足够的热裕度。

    由于这是一种脉冲激光应用、我看了阵列上方镜体和镜面的温升。 如果脉冲非常短且峰值功率非常高、则这可能会成为问题、但看起来您的条件不错。  在 40kHz、10W 入射和 15ns 脉冲下、镜体上升为~0.6ºC μ s、镜面上升为~0.1ºC μ s。  在 200kHz 时、这些电阻降至~0.3ºC μ A 和 0.03ºC μ A。  您的电流条件(~40kHz、15ns 脉冲宽度)不会引入明显的瞬态散热问题 、并且微镜水平下的估计温升相对较小、和 从热的角度来看、不需要增加重复率 。 因此、我认为没有必要提高重复率(至少不是出于散热原因)。

    如果您对脉冲激光操作的更详细分析感兴趣、建议查看我们的应用手册  DLPA027。 本应用手册介绍了脉冲照明下 DMD 的热注意事项、并展示了涉及脉冲激光计算的示例。

    此致、  

    Tristan Bottone