De ce luminile led au nevoie de radiatoare?
Diodele emițătoare de lumină (LED-uri) sunt dispozitive semiconductoare care transformă energia electrică în energie luminoasă, dar o parte din energia electrică este transformată în energie termică. Temperatura la care energia termică este transferată de la mărgelele de lumină LED la placa PCB se numește temperatura joncțiunii, iar degradarea luminii sau durata de viață a LED-ului este direct legată de temperatura joncțiunii sale. Dacă disiparea căldurii nu este bună, temperatura joncțiunii va fi ridicată și durata de viață va fi scurtă. Prin urmare, numai prin exportul de energie termică cât mai curând posibil, temperatura luminilor LED poate fi redusă în mod eficient. Sursa de alimentare poate fi protejată de lucrul într-un mediu persistent la temperaturi ridicate și poate evita îmbătrânirea prematură a sursei de lumină LED din cauza muncii pe termen lung la temperaturi ridicate.
Cum corpurile de iluminat cu LED-uri pentru a reduce căldura?
În condiții normale, există trei modalități de transfer de căldură: conducere, convecție și radiație. Conducerea înseamnă că căldura dintre obiectele în contact direct este transferată de la cea cu o temperatură mai ridicată la cea cu o temperatură mai scăzută. Convecția transferă căldura utilizează fluxul de lichid, în timp ce radiația nu necesită niciun mediu, iar obiectul de încălzire eliberează căldură direct în spațiul înconjurător.
În aplicații practice, principala măsură pentru disiparea căldurii corpurilor de iluminat cu LED-uri de mare putere este utilizarea unui radiator. Radiatorul transferă căldura cipului către radiator prin contact precis cu suprafața cipului. Radiatorul este de obicei un conductor termic cu multe aripioare. Suprafața sa complet extinsă crește foarte mult radiația termică, iar aerul circulant poate lua, de asemenea, mai multă energie termică.
Similar cu legea cea mai de bază a lui Ohm în calculul circuitului, calculul disipării căldurii are o formulă de bază
diferența de temperatură = rezistența termică * consumul de energie
În cazul unui radiator, rezistența la eliberarea căldurii între radiator și aerul înconjurător devine rezistența termică, iar magnitudinea fluxului de căldură între radiator și spațiu este reprezentată de consumul de energie al cipului. În acest fel, datorită rezistenței termice atunci când fluxul de căldură curge de la radiator la aer, se generează o anumită diferență de temperatură între radiator și aer, la fel cum curentul care curge prin rezistență va genera o tensiune. În mod similar, va exista o anumită rezistență termică între radiator și suprafața cipului. Unitatea de rezistență termică este °C/W. Atunci când alegeți un radiator în plus față de considerațiile de dimensiune mecanică, cel mai important parametru este rezistența termică a radiatorului. Cu cât rezistența termică este mai mică, cu atât este mai mare capacitatea de disipare a căldurii a radiatorului.
Următorul este un exemplu de calcul al rezistenței termice în proiectarea circuitului:
Cerințe de proiectare:
Putere cip 18.4w
Temperatura maximă a temperaturii suprafeței cipului nu poate depăși 85 °C
Temperatura ambiantă (maximă) 45°C
Rezistența termică dintre radiator și cip este de 0,1°C/W
Se calculează rezistența termică R a radiatorului necesar
(R+0.1)*18w=85°C-45°C, obțineți R=2°C/W
Numai atunci când rezistența termică a radiatorului selectat este mai mică de 2 ° C / W, ne putem asigura că temperatura de joncțiune a cipului nu va depăși 85 ° C. Desigur, este mai profesionist să realizăm calcule de precizie prin echipamente, care este, de asemenea, modul în care luăm.
ce tipuri de chiuvete de căldură?
În plus față de conducerea rapidă a căldurii de la sursa de căldură până la apariția radiatorului, principalul lucru al oricărui radiator este să radieze căldura în mediu prin convecție și radiație. Conducerea căldurii se ocupă numai de modul de transfer de căldură, iar convecția căldurii este funcția principală a radiatorului. Funcția radiatorului este afectată în principal de capacitatea zonei de disipare a căldurii, a formei și a intensității convecției naturale. Radiația termică este doar o funcție auxiliară. Deoarece LED-urile funcționează cu căldură ridicată, trebuie utilizate aliaje de aluminiu cu conductivitate termică mai mare. În general, există chiuvete de căldură din aluminiu ștanțare, chiuvete de căldură din aluminiu extrudat, chiuvete de căldură din aluminiu turnate sub presiune, chiuvete de căldură din aluminiu forjate la rece sau căldură.
Ștanțare chiuvete de căldură din aluminiu
În timpul procesului de fabricație, aripioarele metalice sunt ștampilate și apoi sudate la bază. Acestea sunt utilizate în mod obișnuit în aplicațiile de iluminat de mică putere. Radiatorul ștampilat are avantajele automatizării ușoare a producției și a costurilor reduse. Dar cel mai mare dezavantaj este performanța slabă.Chiuvete de căldură din aluminiu extrudat
Cele mai multe chiuvete de căldură sunt realizate din aluminiu extrudat, iar acest proces este util pentru majoritatea aplicațiilor. Este ieftin și poate specifica cu ușurință specificațiile. Principalul dezavantaj al radiatoarelor extrudate este că dimensiunea este limitată de lățimea maximă a extrudării.Chiuvete de căldură din aluminiu turnate sub presiune
Este cea mai comună alegere în prezent, cu conductivitate termică de 70-90W/m.K, eficiență termică ridicată, forme variabile și mecanizare și automatizare ușoară. Radiatorul din aluminiu turnat sub presiune este limitat la aripioare mai groase, ceea ce îl face ideal pentru aplicații naturale de convecție.Chiuvete de căldură din aluminiu forjate la rece sau la căldură
Caloriferele forjate sunt realizate prin comprimarea aluminiului sau cuprului și au multe aplicații. Caloriferul poate fi forjat la rece sau forjat la cald. Aceste produse au o bună conductivitate termică, multe opțiuni de materiale, o bună structură de disipare a căldurii, dimensiuni mici și ușoare. Cu toate acestea, ele sunt scumpe pentru a produce.
Radiatoarele pentru producătorul de iluminat BW
Alegerea unui radiator depinde de situația specifică a performanței fiecărei părți a produsului. Cele pe care le folosim cel mai mult sunt radiatoare din aluminiu turnate sub presiune, pentru lumini stradale cu LED-uri, lumini de zonă cu LED-uri cu led-uri de golf înalt, proiectoare de inundații și corpuri de perete. Unele produse de lumină solară folosesc aluminiu turnat sub presiune, iar unele folosesc radiatoare din aluminiu extrudat. Luminile stadionului cu LED-uri au o putere relativ mare și cerințe mari de disipare a căldurii, astfel încât sunt alese radiatoare din aluminiu forjate la rece.
