Pri montáži zariadenia LED je dôležité vybrať, navrhnúť a nainštalovať systém na jeho chladenie, radiátor pre LED diódy. Ak tepelný režim LED nie je správne zvolený, môže to viesť k prehriatiu a poruche.
Prečo vychladnúť LED
myšlienka, že LED sa nespálene nespáli. Je postavený na skutočnosti, že sa dotknete takého zariadenia s nízkym výkonom, necítite teplo. Podľa zákona o zachovaní energie: energia sa z ničoho nezdá a nezmizne bez stopy, ale prechádza z jedného druhu do druhého. LED diódy, podobne ako svetelné zdroje v tuhom stave, vyžarujú viditeľnú časť spektra a vyžarujú teplo. V dôsledku termoelektrických javov vyskytujúcich sa v polovodičových svetelných diódach sa uvoľňuje teplo. V závislosti od teploty vykurovania LED sa menia ukazovatele a charakteristiky. Takáto silná závislosť ukazovateľov na teplote vedie k tomu, že:
Obr. 1. Rozvrh závislosti závislosti relatívneho svetelného toku od teploty prechodu (LED MKR)
- , prechod polovodičové kryštály zahrievaním LED zhoršuje, a to sa rýchlo opotrebuje, a životnosť sa znižuje;
- tepla hranice v LED diód, ktorý prichádza po rozpade, dosiahol po zvýšení teploty na 150 ° C, v závislosti od použitého materiálu, zmenou množstva svetelného toku a termín opotrebovania;
- postupne znižuje početsvetelný tok odrážajúci krivky závislosti zobrazené na obrázku 1;
- zmeny teploty a hodnoty priameho poklesu napätia na LED. Pri zahrievaní zdroja svetla sa zvyšuje index priameho poklesu napätia. Na krivkách zobrazujú krivky túto závislosť.
Uvedené dôvody sú vážnym dôvodom na zníženie teploty vody z LED zariadenia.
Ako vychladnúť LED
Účinným spôsobom chladenia kryštálu bude odstránenie prebytočného tepla s využitím javu tepelnej vodivosti.
Radiátory sa používajú v rádiovej elektronike na odvádzanie tepla, ktorým sa teplo vypúšťa do ovzdušia dvomi spôsobmi. Pri prvej metóde chladenia - pasívnej je jedna časť tepelných infračervených vĺn emitovaná do atmosféry a druhá je spôsobená prúdením teplého vzduchu z radiátora (obrázok 2). Pri svetelných diódach s nízkym výkonom sa pri tomto pasívnom spôsobe tepelnej konvekcie vytvára teplo prostredníctvom kovových kontaktov, ktorého index tepelnej vodivosti umožňuje odobrať dostatočné množstvo svojho prebytku z kryštálu. Dlhšie kontakty umožňujú lepšie priradenie a rozptýlenie tepla na doske. Nevýhodou pasívnej metódy je veľká veľkosť, hmotnosť a vysoké náklady na inštaláciu tepla.
Obr. 2. Pasívny režim tepelnej konvekcie
Turbulentná konvekcia sa týka druhej metódy aktívneho chladenia. Na výstup tepla z výkonných LED zariadení na chladič namontovaný nakryštálová podšívka
Rozmery, tvar a počet okrajov chladiča priamo závisia od výkonu diódy. Systém obsahuje zabudované mechanické zariadenia a ventilátory, ktoré vytvárajú aktívny prúd vzduchu (obrázok 3). Napríklad 20 W vo svetlometoch vozidiel Business Class nútených vyfukovať vstavaný Culler. Táto metóda je produktívnejšia, ale používa sa iba v podmienkach dobrého počasia a nedostatočnej prašnosti miestnosti.
Obrázok 3 Ventilátory pre režim aktívneho chladenia
Inštalácia chladiča znižuje proces prehriatia LED, čo umožňuje niekoľkokrát zvýšiť jeho životnosť.
typy radiátorov
Pred montážou prístroja je potrebné určiť typ použitého chladiča:
- alebo ihly (obrázok 5);
- s rebrovaním (obrázok 4).
Ak je to potrebné, prirodzené chladenie svetelného zdroja je prvý a v prípade núteného druhého. Zvyčajne sú kolíky rovnakej veľkosti s rebrovanými, produktívnejšie o 70%.
Obrázok 4. Radiátorové rebrá
Typ radiátora rebrovaného typu sa používa hlavne pri aktívnej metóde odstraňovania tepla. Ale s určitými geometrickými parametrami sa používa pasívne.
Obrázok 5 Ihlový chladič
Ak je vzdialenosť medzi ihlou 4 mm, zariadenie je určené na prirodzený odvod tepla a pri medzere 2 mm je radiátor vybavený ventilátorom.
Materiály pre radiátory
Na dlhú a produktívnu prácuLED je veľmi dôležitá na vyzdvihnutie kvalitatívneho materiálu pre radiátor. Vyberá sa podľa určitých požiadaviek a ukazovateľov. Tepelná vodivosť by mala byť v rozmedzí 6 - 10 W. Pri nižšej rýchlosti nebude materiál prenášať teplo, ktoré vstupuje do vzduchu. Pri tepelnej vodivosti vyššej ako 10 W sa výkon zariadenia s technickými ukazovateľmi nezvýši a náklady na materiál budú znamenať nadmerné peňažné náklady. Najvýznamnejšími materiálmi vo výrobe sú hliník, keramika, meď. V zriedkavých prípadoch je zariadenie vyrobené z materiálov, ktoré sú súčasťou plastov, ktoré prispievajú k rozptylu tepla.
Radiátor LED je najčastejšie vyrobený z lisovaného hliníka, pretože je lepšie ako iné materiály na odvádzanie tepla. Hlavnou nevýhodou hliníkového radiátora pre LED diódy je veľký počet vrstiev v produkte, čo uľahčuje vzhľad prechodného tepelného odporu. Na prekonanie takejto odolnosti je potrebné pridať do výrobku materiály, ktoré majú tepelnú vodivosť a vyplniť vzduchové vrstvy: lepidlá, izolačné dosky atď.
Výhodou medeného chladiča v porovnaní s hliníkom je vyššia tepelná vodivosť. Nedostatok v ťažšej hmotnosti výrobku a menšia tolerancia kovu. Spôsob lisovania medi a rezanie rezaním veľmi nákladných výrobných metód.
Vhodnejšou možnosťou na odstránenie tepla je keramický podklad. Diódy vyžarujúce svetlo sú spájané na svojich dráhach vedenia prúdu, čo umožňuje dvojnásobné zvýšenie rozptýlenia teplaradiátory z kovu.
Rozptýlenie plastového tepla za cenu lacnejšie ako výrobok z hliníka. Pretože tepelná vodivosť samotného plastu je 0,2 W /m, je možné dosiahnuť prijateľný index len na úkor pridávania plnív. Ak je hliníkový chladič nahradený plastom s rovnakou veľkosťou, teplota v zóne dodávky sa zvýši o 5%.
Vypočítame plochu chladiča
Všimnite si, že pre správny výpočet plochy chladiča treba brať do úvahy parametre užitočnej plochy rozptýlenia skôr než povrch.
Pri výpočte užitočnej plochy (S) je množstvo okrajov a podkladov v metroch štvorcových. Je potrebné brať do úvahy, že každá hrana má dva povrchy. V tomto prípade je tepelné vedenie obdĺžnikového tvaru S - 1 cm2 - 2 cm2.
Výsledkom pokusov bol výpočtový vzorec pre požadovanú oblasť odvodu tepla odvodený:
S = (22 - (M x 1,5)) x W, v ktorom
S - plocha odvodu tepla z radiátora; Výkon W (W); M-power LED. V prípade doskových tvaroviek vyrobených z hliníka taiwanskí odborníci môžu urobiť tieto odhady:
- 1 W: 10? 15 cm2;
- 3 W: 30? 50 cm2;
- 10 W: približne 1000 cm2;
- 60 W: 7000 73000 cm2.
Keďže rozsah týchto údajov je veľký a sú určené v podmienkach pre južné podnebie, hodnoty nie sú úplne presné a sú vhodné na predbežné výpočty.
Podrobnejšie informácie o výpočte plochy radiátora môžu byťzískať sledovaním videa.
Ako vytvoriť radiátor s vlastnými rukami
Radiátor - dôležitá súčasť práce LED, jeho kvalita závisí od dlhovekosti LED. Ak chcete urobiť vlastnú ruku, radiátor improvizovaných materiálov môže byť nasledovný:
- Vlastné. Rezanie kruhu hliníkového plechu, rezu na okrajoch. Ako je znázornené na obrázku 6, kníra sa ohýba ako ventilátor. 4 kĺby sú oddelene opravené pozdĺž osi odvodu tepla pre ďalšie pripevnenie konštrukcie k základni LED. Konštrukciu môžete upevniť pomocou skrutiek a prednastaviť termoplast.
Obrázok 6 Samonosný hliníkový chladič. - V druhej metóde sa používa profil (z hliníka) a časť trubice s obdĺžnikovým prierezom 30x15x1,5. (Obrázok 7). Ďalšie materiály: profil 265, podložka 16 mm, tavné lepidlá, termopášt, skrutky. Po prvé, v rúre 3 sú otvory vŕtané do 8 mm, potom v profile - 3,8 mm - na ďalšie upevnenie pomocou skrutiek. Tavným lepidlom prilepte svetelný zdroj na potrubie, pokiaľ ide o základňu, predbežne naneste termoplast v miestach lepených častí. Pomocou skrutiek a lisovacích podložiek namontujte celú konštrukciu.
Aby bolo pripojenie silné, LED po nanesení lepidla sa stlačí na štyri hodiny bez ťažkého zaťaženia.
Obrázok 7. Profilová trubica pre radiátor
Pri výbere žiariča pre diódu vyžarujúcu svetlo je potrebné zvážiť druh materiálu, z ktorého je zložený, a jeho oblasť. Nesprávne zvolený radiátor výrazne zníži životnosť LED a v niektorých prípadoch úplnevyhnúť sa z neho v prvých hodinách práce.
