Kodėl LED žibintams reikia šilumos?
Šviesą skleidžiantys diodai (LED) yra puslaidininkiniai prietaisai, kurie elektros energiją paverčia šviesos energija, tačiau dalis elektros energijos paverčiama šilumine energija. Temperatūra, kurioje šilumos energija perduodama iš LED šviesos karoliukų į PCB plokštę, vadinama jungiamąja temperatūra, o šviesos skilimas arba LED tarnavimo laikas yra tiesiogiai susijęs su jo jungiamąja temperatūra. Jei šilumos išsklaidymas nėra geras, sankryžos temperatūra bus didelė ir tarnavimo laikas bus trumpas. Todėl tik kuo greičiau eksportuojant šilumos energiją galima efektyviai sumažinti LED žibintų temperatūrą. Maitinimo šaltinis gali būti apsaugotas nuo darbo nuolatinėje aukštos temperatūros aplinkoje ir išvengti LED šviesos šaltinio priešlaikinio senėjimo dėl ilgalaikio aukšto temperatūros darbo.
Kaip led šviestuvai sumažina šilumą?
Normaliomis sąlygomis yra trys šilumos perdavimo būdai: laidumas, konvekcija ir radiacija. Laidumas reiškia, kad šiluma tarp tiesiogiai besiliečiančių objektų perduodama iš aukštesnės temperatūros objektų į tą, kuris turi žemesnę temperatūrą. Konvekcija perduoda šilumą skysčio srautui, o radiacijai nereikia jokios terpės, o šildymo objektas išskiria šilumą tiesiai į aplinkinę erdvę.
Praktiškai pagrindinė didelės galios LED šviestuvų šilumos išsklaidymo priemonė yra naudoti šilumą. Šilumos kriauklė perduoda lusto šilumą į šilumos kriauklę per tikslų sąlytį su lusto paviršiumi. Heatsink paprastai yra šiluminis laidininkas su daugeliu pelekų. Jo visiškai išplėstas paviršius labai padidina šilumos spinduliuotę, o cirkuliuojantis oras taip pat gali atimti daugiau šilumos energijos.
Panašus į pagrindinį Ohmo įstatymą grandinės skaičiavime, šilumos išsklaidymo skaičiavimas turi pagrindinę formulę
temperatūros skirtumas = šiluminė varža * energijos suvartojimas
Šilumos kriauklės atveju šilumos išleidimo tarp šilumos kriauklės ir aplinkinio oro atsparumas tampa šilumine varža, o šilumos srauto tarp šilumos kriauklės ir erdvės dydį atspindi lusto energijos sąnaudos. Tokiu būdu dėl šiluminės varžos, kai šilumos srautas teka iš šilumos srauto į orą, tarp šilumos kriauklės ir oro susidaro tam tikras temperatūros skirtumas, kaip ir srovė, tekanti per varžą, sukurs įtampą. Panašiai bus tam tikra šiluminė varža tarp šilumos ir lusto paviršiaus. Šiluminės varžos vienetas yra °C/W. Renkantis šilumos kriauklę, be mechaninio dydžio, svarbiausias parametras yra šiluminė pavarža. Kuo mažesnė šiluminė varža, tuo stipresnė radiatoriaus šilumos išsklaidymo talpa.
Toliau pateikiamas šiluminės varžos skaičiavimo grandinės konstrukcijoje pavyzdys:
Projektavimo reikalavimai:
Lusto galia 18.4w
Maksimali lusto paviršiaus temperatūra negali viršyti 85 °C
Aplinkos temperatūra (maksimali) 45°C
Šiluminė varža tarp šilumos kriauklės ir lusto yra 0,1 °C/W
Apskaičiuokite reikiamo radiatoriaus šiluminę varžą R
(R+0.1)*18w=85°C-45°C, gaukite R=2°C/W
Tik tada, kai pasirinktos šilumos kriauklės šiluminė varža yra mažesnė nei 2°C/W, galime užtikrinti, kad lusto sankryžos temperatūra neviršytų 85°C. Žinoma, profesionaliau atlikti tikslų skaičiavimą per įrangą, kuri taip pat yra tai, kaip mes imamės.
kokios rūšies šilumos kriauklės?
Be to, kad greitai diriguoja šilumą iš šilumos šaltinio į šilumos kriauklės atsiradimą, pagrindinis bet kokio kaitinimo dalykas yra spinduliuoti šilumą į aplinką konvekcija ir radiacija. Šilumos laidumas susijęs tik su šilumos perdavimo būdu, o šilumos konvekcija yra pagrindinė šilumos kriauklės funkcija. Šilumos kriauklės funkcijai daugiausia įtakos turi šilumos išsklaidymo ploto, formos ir natūralaus konvekcijos intensyvumo gebėjimas. Šilumos spinduliuotė yra tik pagalbinė funkcija. Kadangi šviesos diodai veikia su dideliu karščiu, turi būti naudojami aliuminio lydiniai su didesniu šilumos laidumu. Paprastai yra štampavimo aliuminio šilumos kriauklės, ekstruzinės aliuminio šilumos kriauklės, aliuminio šilumos kriauklės, šaltos arba šilumos kaltinės aliuminio šilumos kriauklės.
Aliuminio šilumos kriauklių štampavimas
Gamybos proceso metu metaliniai pelekai užspaudžiami ir suvirinami prie pagrindo. Jie dažniausiai naudojami mažos galios apšvietimo programose. Štampuotas radiatorius turi lengvo gamybos automatizavimo ir mažų sąnaudų privalumus. Tačiau didžiausias trūkumas yra prasti rezultatai.Ekstruzinės aliuminio šilumos kriauklės
Dauguma šilumos kriauklių yra pagaminti iš ekstruzinio aliuminio, ir šis procesas yra naudingas daugeliui programų. Jis yra nebrangus ir gali lengvai nurodyti specifikacijas. Pagrindinis ekstruzinių radiatorių trūkumas yra tas, kad dydį riboja maksimalus ekstruzijos plotis.Liejimo aliuminio šilumos kriauklės
Šiuo metu tai yra labiausiai paplitęs pasirinkimas, kai šilumos laidumas yra 70-90W /m.K, didelis šiluminis efektyvumas, kintamos formos ir lengva mechanizacija bei automatizavimas. Štampuojančio aliuminio šilumos kriauklė apsiriboja storesniais pelekais, todėl idealiai tinka natūralioms konvekcijos reikmėms.Šaltos arba šilumos kaltinės aliuminio šilumos kriauklės
Kaltiniai radiatoriai gaminami suspaudžiant aliuminį arba varį ir turi daug programų. Radiatorius gali būti šaltas kaltinis arba karštas suklastotas. Šie produktai turi gerą šilumos laidumą, daugybę medžiagų pasirinkimų, gerą šilumos išsklaidymo struktūrą, mažą dydį ir lengvą. Tačiau juos gaminti yra brangu.
"Heatsinks" BW apšvietimo gamintojui
Radiatoriaus pasirinkimas priklauso nuo konkrečios kiekvienos gaminio dalies veikimo situacijos. Tie, kuriuos dažniausiai naudojame, yra liejimo aliuminio šilumokaičiai, skirti LED gatvių žibintams, LED zonos žibintams, didelės įlankos LED žibintams, prožektoriams ir sienų paketų armatūrai. Kai kurie saulės šviesos produktai naudoja liejimo aliuminį, o kai kurie naudoja ekstruzinius aliuminio radiatorius. LED stadiono žibintai turi palyginti didelę galią ir aukštus šilumos išsklaidymo reikalavimus, todėl pasirenkami šalto kalto aliuminio kaitintuvai.
