Pri sestavi naprave LED je pomembno izbrati, načrtovati in namestiti sistem za njegovo hlajenje, radiator za LED. Če termični način za LED ni pravilno izbran, bo sčasoma povzročil pregrevanje in okvaro.
Zakaj ohladiti LED
Zamisel, da se LED ne segreje nepravilno. Zasnovana je na tem, da se dotikanje tako nizko napajane naprave, ne čutite toplote. V skladu z zakonom ohranjanja energije: energija ne izhaja iz nič in ne izgine brez sledu, ampak se spremeni iz ene vrste v drugo. Svetleče diode, kot so trdni svetlobni viri, oddajajo vidni del spektra in pri tem oddajajo toploto. Kot posledica termoelektričnih pojavov, ki se pojavljajo v polprevodniških svetlečih diodah, se sprosti toplota. Glede na temperaturo ogrevanja LED se spreminjajo njeni indikatorji in karakteristike. Tako močna odvisnost kazalnikov od temperature vodi k dejstvu, da:
Sl. 1. Urnik odvisnosti relativnega svetlobnega toka od temperature prehoda (MKR LED)
- polprevodniški prehod med segrevanjem kristala LED razpade in se hitro izloči, življenjska doba operacije pa se zmanjša;
- se termična meja svetlečih diod, po kateri pride do okvare, doseže po dvigu temperature do 150 ° C. Glede na uporabljene materiale se spremeni količina svetlobnega toka in obdobje obrabe;
- postopoma zmanjšuje številosvetlobni tok, ki odseva krivulje odvisnosti, prikazane na sliki 1;
- spremembe temperature in vrednost padca napetosti na LED. Pri segrevanju svetlobnega vira se poveča indeks neposrednega padca napetosti. Na krivinah krivulje prikazujejo to odvisnost.
Navedeni razlogi so resen razlog za zmanjšanje temperature vode z naprave LED.
Kako ohladiti LED
Učinkovit način hlajenja kristala bo odstranitev odvečne toplote z uporabo pojava toplotne prevodnosti.
Radiatorji se uporabljajo v radijski elektroniki za odvajanje toplote, skozi katero se toplota odvaja v ozračje na dva načina. S prvo metodo hlajenja - pasivno, se v ozračje odda en del termalnih infrardečih valov, drugi pa zaradi konvekcije toplega zraka iz radiatorja (slika 2). Pri svetlobnih diodah z nizko močjo se v tem pasivnem načinu toplotne konvekcije toplota proizvaja skozi kovinske kontakte, indeks toplotne prevodnosti, ki omogoča, da se iz kristala odstrani zadostna količina njegovega presežka. Daljši stiki omogočajo boljšo razporeditev in odvajanje toplote preko plošče. Pomanjkljivost pasivne metode je velika velikost, teža in visoki stroški vgradnje toplote.
Sl. 2. Pasivni način toplotne konvekcije
Turbulentna konvekcija se nanaša na drugo aktivno metodo hlajenja. Za izhod toplote iz močnih LED naprav na radiator, montiran nakristalna podloga
Mere, oblika in število robov radiatorjev so neposredno odvisne od moči diode. Sistem vgrajuje mehanske naprave in ventilatorje, ki ustvarjajo aktivni pretok zraka (sl. 3). Na primer, 20 vatov v žarometih v poslovnem razredu, ki so prisiljeni vdreti v vgrajeni Culler. Ta metoda je bolj produktivna, vendar se uporablja le v pogojih dobrega vremena in odsotnosti velike prašnosti v prostoru.
Slika 3 Ventilatorji za način aktivnega hlajenja
Namestitev radiatorja zmanjša proces pregrevanja LED, kar omogoča večkratno povečanje njegove življenjske dobe.
vrste radiatorjev
Pred sestavljanjem naprave je treba določiti vrsto uporabljenega radiatorja:
- zatič ali igla (sl. 5);
- rebrasto (sl. 4).
Če je potrebno, je naravno hlajenje vira svetlobe prvi tip, v primeru prisilnega pa drugo. Ponavadi zatiči, z enako velikostjo z rebrasto, bolj produktivni za 70%.
Sl.4 Ogrevanje hladilnika
Tip radiatorja rebrastega tipa se v glavnem uporablja pri aktivni metodi odvajanja toplote. Toda z nekaterimi geometrijskimi parametri se uporablja pasivno.
Slika 5 Igelni radiator
Če je razdalja med iglama 4 mm, je naprava namenjena za naravno oddajanje toplote, pri vrzeli 2 mm pa je radiator opremljen z ventilatorjem.
Materiali za radiatorje
Za dolgo in produktivno deloLED je zelo pomembno, da poberem kakovostni material za radiator. Izbrana je po določenih zahtevah in kazalnikih. Toplotna prevodnost mora biti znotraj 6-10 W. Pri nižji stopnji material ne bo nosil toplote, ki vstopa v zrak. Z toplotno prevodnostjo več kot 10 W se zmogljivost naprave s tehničnimi indikatorji ne bo povečala, stroški materiala pa bodo pretirani stroški denarja. Najpomembnejši materiali v proizvodnji so aluminij, keramika, baker. V redkih primerih je naprava izdelana iz materialov, ki so del plastike, ki prispevajo k odvajanju toplote.
LED radiator je najpogosteje izdelan iz stisnjenega aluminija, saj je bolje kot druge materiale preusmeriti toploto. Glavna pomanjkljivost aluminijastega radiatorja za LED je veliko število plasti v izdelku, kar olajša pojav prehodnega toplotnega upora. Da bi premagali takšno odpornost, je treba proizvodu dodati materiale, ki imajo toplotno prevodnost in napolniti plasti zraka: lepila, izolacijske plošče itd.
Prednost bakrovega radiatorja v primerjavi z aluminijem je v večji toplotni prevodnosti. Pomanjkanje je v težjih izdelkih in manjši toleranci kovine. Metoda stiskanja bakra in rezanje z rezanjem zelo dragih proizvodnih metod.
Primernejša možnost za odvajanje toplote je keramična podlaga. Svetlobne diode so spajane na njene tokovno vodilne poti, kar omogoča dvakratno povečanje odvajanja toploteradiatorji iz kovine.
Razprševanje plastične toplote po ceni, ki je cenejša od aluminijevega izdelka. Ker je toplotna prevodnost same plastike - 0,2 W /m, je mogoče doseči sprejemljiv indeks samo na račun dodajanja polnil. Če se aluminijasti radiator zamenja s plastiko, enake velikosti, se bo temperatura v oskrbovalni coni povečala za 5%.
Izračunamo površino radiatorja
Upoštevajte, da pri pravilnem izračunu površine radiatorja upoštevajte parametre uporabne površine sipanja in ne površine.
Pri izračunu uporabne površine (S) se določi količina površin robov in podlag v kvadratnih metrih. Treba je upoštevati, da ima vsak rob dve površini. V tem primeru je toplotna prevodnost pravokotne oblike S - 1 cm2 - 2 cm2.
Kot rezultat poskusov je bila izračunana formula za zahtevano območje odvajanja toplote:
S = (22 - (M x 1,5)) x W, v katerem
S - območje odvajanja toplote radiatorja; Nazivna moč W (W); LED M-power. Za ploščate radiatorje, izdelane iz aluminija, lahko tajvanski strokovnjaki podajo naslednje ocene:
- 1 W: 10? 15 cm2;
- 3 W: 30? 50 cm2;
- 10 W: približno 1000 cm2;
- 60 W: 7000 73000 cm2.
Ker je obseg teh podatkov velik in določen v pogojih za južno podnebje, vrednosti niso povsem točne in so primerne za predhodni izračun.
Podrobnejše informacije o izračunu površine radiatorja so lahkosi oglejte videoposnetek.
Kako narediti radiator s svojimi rokami
Radiator - pomemben del pri delu LED, njegova kakovost je odvisna od dolge življenjske dobe LED. Za lastno roko je lahko radiator improviziranih materialov naslednji:
- Self-made. Rezanje kroga iz aluminija, rezanje na robovih. Kot je prikazano na sliki 6, se brki ovijajo kot ventilator. 4 drobilniki se ločeno popravljajo vzdolž osi odvajanja toplote za nadaljnjo pritrditev konstrukcije na dno LED. Konstrukcijo lahko pritrdite z vijaki, prednapenjanjem termopasta.
Slika 6 Samostojni aluminijasti radiator. - Pri drugi metodi se uporablja profil (izdelan iz aluminija) in del cevi s pravokotnim prerezom 30x15x1,5. (Sl. 7). Dodatni materiali: profil 265, stiskalnica 16 mm, vroče lepilo, termopasta, vijaki. Najprej se v cev 3 izvrtajo luknje v 8 mm, nato v profilu - 3,8 mm - za nadaljnjo pritrditev z vijaki. Toplotno talilno lepilo vira svetlobe na cev, glede na podlago, termopasto predhodno nanesemo na mesta lepljenih delov. Z vijaki in podložkami sestavite celotno strukturo.
Da bi bila povezava močna, se LED po nanosu lepila stisne štiri ure brez težkega bremena.
Sl.7 Profilna cev za radiator
Pri izbiri radiatorja za svetlečo diodo je treba upoštevati vrsto materiala, iz katerega je sestavljena, in njeno območje. Neustrezno izbrani radiator bo bistveno skrajšal življenjsko dobo LED in v nekaterih primerih morda popolnomav prvih urah dela ga razreši.
