Защо LED светлините се нуждаят от радиатори?
Светодиодите (LED) са полупроводникови устройства, които преобразуват електрическата енергия в светлинна енергия, но част от електрическата енергия се преобразува в топлинна енергия. Температурата, при която топлинната енергия се прехвърля от светодиодните светлинни перли към платката на печатната платка, се нарича температура на прехода, а затихването на светлината или животът на светодиода е пряко свързан с температурата на връзката му. Ако разсейването на топлината не е добро, температурата на връзката ще бъде висока и животът ще бъде кратък. Следователно, само чрез износ на топлинна енергия възможно най-скоро температурата на LED светлините може да бъде ефективно намалена. Захранването може да бъде защитено от работа в устойчива среда с висока-температура и да се избегне преждевременното стареене на LED източника на светлина поради дългосрочна-висока{3}}работа на висока температура.
Как светодиодните осветителни тела намаляват топлината?
При нормални условия има три начина за пренос на топлина: проводимост, конвекция и излъчване. Проводимостта означава, че топлината между обектите в директен контакт се прехвърля от този с по-висока температура към този с по-ниска температура. Конвекцията пренася топлината, използвайки потока на флуида, докато радиацията не изисква никаква среда, а нагревателният обект отделя топлина директно в околното пространство.
В практически приложения основната мярка за разсейване на топлината на високо{0}}мощни LED осветителни тела е използването на радиатор. Радиаторът предава топлината на чипа към радиатора чрез прецизен контакт с повърхността на чипа. Радиаторът обикновено е топлопроводник с много ребра. Неговата напълно разширена повърхност значително увеличава топлинното излъчване, а циркулиращият въздух също може да отнеме повече топлинна енергия.
Подобно на най-основния закон на Ом при изчисляването на веригата, изчисляването на разсейването на топлина има най-основната формула
температурна разлика=термично съпротивление * консумация на енергия
В случай на радиатор, съпротивлението на отделяне на топлина между радиатора и околния въздух става топлинно съпротивление, а големината на топлинния поток между радиатора и пространството се представя от консумацията на енергия на чипа. По този начин, поради термичното съпротивление, когато топлинният поток протича от радиатора към въздуха, се генерира определена температурна разлика между радиатора и въздуха, точно както токът, протичащ през съпротивлението, ще генерира напрежение. По същия начин ще има определено термично съпротивление между радиатора и повърхността на чипа. Единицата за термично съпротивление е градус /W. При избора на радиатор в допълнение към съображенията за механичния размер, най-важният параметър е термичното съпротивление на радиатора. Колкото по-малко е топлинното съпротивление, толкова по-силен е капацитетът за разсейване на топлината на радиатора.
Следва пример за изчисляване на термичното съпротивление в схемата:
Изисквания за проектиране:
Мощност на чипа 18.4w
Максималната температура на повърхностната температура на чипа не може да надвишава 85 градуса
Температура на околната среда (максимум) 45 градуса
Термичното съпротивление между радиатора и чипа е 0.1 градус/W
Изчислете топлинното съпротивление R на необходимия радиатор
(R плюс 0.1)*18w=85 градус -45 градуса, получаваме R=2 градус /W
Само когато термичното съпротивление на избрания радиатор е по-малко от 2 градуса/W, можем да гарантираме, че температурата на чипа няма да надвишава 85 градуса. Разбира се, по-професионално е да се реализира прецизно изчисление чрез оборудване, което също е начинът, по който ние приемаме.
какви видове радиатори?
В допълнение към бързото провеждане на топлина от източника на топлина до появата на радиатора, основното нещо на всеки радиатор е да излъчва топлината към околната среда чрез конвекция и радиация. Топлопроводимостта се занимава само с начина на пренос на топлина, а топлоконвекцията е основната функция на радиатора. Функцията на радиатора се влияе главно от способността на площта на разсейване на топлината, формата и естествения интензитет на конвекция. Топлинното излъчване е само спомагателна функция. Тъй като светодиодите работят с висока топлина, трябва да се използват алуминиеви сплави с по-висока топлопроводимост. Обикновено има щамповани алуминиеви радиатори, екструдирани алуминиеви радиатори,-ляти алуминиеви радиатори, студено или топлинно ковани алуминиеви радиатори.
Щамповане на алуминиеви радиатори
По време на производствения процес металните перки се щамповат и след това се заваряват към основата. Те обикновено се използват в приложения за осветление с ниска{0} мощност. Щампованият радиатор има предимствата на лесна автоматизация на производството и ниска цена. Но най-големият недостатък е лошото представяне.Екструдирани алуминиеви радиатори
Повечето радиатори са направени от екструдиран алуминий и този процес е полезен за повечето приложения. Той е евтин и може лесно да определи спецификациите. Основният недостатък на екструдираните радиатори е, че размерът е ограничен от максималната ширина на екструдирането.Алуминиеви радиатори за{0}}леене под налягане
Това е най-разпространеният избор в момента, с топлопроводимост от 70-90W/mK, висока топлинна ефективност, променливи форми и лесна механизация и автоматизация. Алуминиевият радиатор от лят под налягане е ограничен до по-дебели ребра, което го прави идеален за приложения с естествена конвекция.Студено или топлинно ковани алуминиеви радиатори
Кованите радиатори се произвеждат чрез компресиране на алуминий или мед и имат много приложения. Радиаторът може да бъде студено и горещо кован. Тези продукти имат добра топлопроводимост, много възможности за избор на материали, добра структура на разсейване на топлината, малък размер и леко тегло. Те обаче са скъпи за производство.
Радиаторите за производител на осветление BW
Изборът на радиатор зависи от конкретната ситуация на производителността на всяка част от продукта. Тези, които използваме най-много, са -ляти алуминиеви радиатори за светодиодни улични осветителни тела, светодиодни светлини за зони, високи LED светлини, прожектори и стенни осветителни тела. Някои продукти за слънчева светлина използват-лят под налягане алуминий, а някои използват екструдирани алуминиеви радиатори. LED светлините на стадиона имат относително висока мощност и високи изисквания за разсейване на топлината, така че се избират радиатори от студен{2}}алуминий.
