JäähdytyselementtiLEDille
LED-teknologian jatkuvan kehityksen myötä LED-valaistustuotteet ovat saaneet yhä enemmän huomiota.
Perinteisiin valonlähteisiin verrattuna LED-valonlähteet ovat puolijohdekylmävalolamppuja, joiden etuna on pitkä käyttöikä, korkea valotehokkuus, ei säteilyä, pienempi virrankulutus, hyvä iskun- ja tärinänkestävyys sekä korkeampi turvallisuus. Nykyään, kun vihreää valaistusta yleisesti suositaan kaikkialla maailmassa, LEDiä on suosittu laajalti nousevana vihreänä valonlähteenä.
LED-valaistustuotteet ovat kuitenkin alttiita ylikuumenemaan käytön aikana, etenkin joillakin suuritehoisilla LED-valaistustuotteilla on vakavia lämmitysongelmia. LEDit ovat korkeille lämpötiloille herkkiä komponentteja. Jos ne tuottavat paljon lämpöä ja lämpötila on liian korkea, se vaikuttaa suoraan valaistusvaikutukseen, valon värilämpötilaan jne. Ja jopa vakavasti LED-valaistustuotteiden normaaliin käyttöön.
01 Korkean lämpötilan vaikutus LED-valaistustuotteiden suorituskykyyn
Lämmönpoisto on tärkeä suorituskyky, joka LED-valaistustuotteissa on oltava. Tosielämässä LED-valaistustuotteita käytetään usein erilaisissa ympäristöissä, millä on suuri vaikutus myös LED-valaistustuotteiden tehokkuuteen. LED-valaistustuotteiden lämmönpoistokyvyn parantamiseksi on tarpeen tutkia korkean lämpötilan vaikutusta LED-valaistustuotteiden suorituskykyyn.
1.1 Korkea lämpötila aiheuttaa pysyviä vaurioita LEDeille
Ottaen huomioon LEDin käyttöominaisuudet, jos työlämpötila on korkeampi kuin enimmäislämpötila, jonka LED voi kantaa, LEDin valoteho laskee nopeasti ja muodostuu voimakas valon heikkeneminen, mikä johtaa LEDin vaurioitumiseen. LED. LEDit on enimmäkseen koteloitu läpinäkyvään polysulfoni/epoksihartsiin. Jos pyrolyysilämpötila on korkeampi kuin kiinteän aineen siirtymälämpötila (yleensä 15 astetta), tiivistemateriaali muuttuu kolloidiseen tilaan ja lämpölaajenemiskerroin nousee jyrkästi, mikä aiheuttaa avoimen piirin LEDin ja vaurioita.
1.2 Korkea lämpötila lyhentää LEDin käyttöikää
Eri merkkisillä LEDeillä on erilaiset valonvaimennusominaisuudet. LED-valmistajat tarjoavat yleensä standardivalon vaimennuskäyrät LED-tuotteiden valinnan perustaksi. LEDin käyttöikä liittyy läheisesti sen valon heikkenemiseen. Mitä pidempään sitä käytetään, sitä alhaisempi LEDin valaistus on, kunnes se lopulta sammuu. Yleensä LEDin käyttöikä määritellään ajaksi, jolloin LEDin valovirta heikkenee 30 %. Korkea lämpötila aiheuttaa LED-valon heikkenemistä ja lyhentää LEDin käyttöikää.
(1) LED-sirussa olevat viat laajenevat nopeasti korkeassa ympäristön lämpötilassa, kunnes ne tunkeutuvat valoa lähettävälle alueelle, mikä johtaa suureen määrään ei-säteilyllisiä rekombinaatiokeskuksia, mikä vaikuttaa suuresti LEDin valotehokkuuteen. Korkeassa lämpötilassa materiaalin mikroviat ja nopeasti leviävät epäpuhtaudet rajapinnasta ja levystä tulevat myös valoa lähettävälle alueelle, muodostaen suuren joukon syviä energiatasoja, mikä nopeuttaa valon heikkenemistä. LED-laite.
(2) Kun lämpötila on korkea, läpinäkyvä johtava epoksihartsimateriaali denaturoituu ja muuttuu keltaisiksi, mikä vahingoittaa vakavasti sen valonläpäisykykyä.
(3) Loisteaineiden valon vaimeneminen on myös merkittävä tekijä, joka vaikuttaa LEDien valon heikkenemiseen, ja loisteaineiden vaimeneminen korkeissa lämpötiloissa on erittäin voimakasta.
1.3 Korkea lämpötila vaikuttaa LEDin valotehoon
Jotkut LED-komponenttien parametrit muuttuvat ympäristön lämpötilan mukaan, mikä aiheuttaa muutoksia LED-laitteen parametreihin ja vaikuttaa suoraan LEDin valotehoon. Yleensä prosessi, jossa valovirta pienenee lämpötilan noustessa, on palautuva. Kun ympäristön lämpötila palaa alkulämpötilaan, valovirran palautuminen lisääntyy. Tämä johtuu siitä, että kun lämpötila palaa alkutilaan, LED-elementin sisäiset parametrit eivät enää muutu ja LEDin valoteho voi palata alkutilan arvoon. LEDin valovirta on jaettu kylmiin ja kuumiin lumeniin, jotka edustavat LEDin valotehoa huoneenlämpötilassa ja vastaavasti ympäristön lämpötilassa.
Erityiset syyt, miksi korkea lämpötila vaikuttaa LEDien valotehoon, ovat seuraavat:
(1) Ympäristön lämpötilan noustessa elektronien ja reikien pitoisuus LED-valaistustuotteissa kasvaa, mutta elektronien liikkuvuus vähenee kielletyn kaistanleveyden pienenemisen vuoksi.
(2) Kun ympäristön lämpötila kohoaa, potentiaalikuopan elektronien ja reikien säteilyn rekombinaatioiden todennäköisyys pienenee huomattavasti, mikä muodostaa ei-säteilyn rekombinaation, mikä vähentää LEDin sisäistä kvanttitehokkuutta.
(3) Ympäristön lämpötilan nousu siirtää LEDin sinisen valohuipun pitkän aallon suuntaan, mikä johtaa LEDin emissioaallonpituuden ja loisteaineen viritysaallonpituuden väliseen yhteensopimattomuuteen, mikä johtaa LEDin valon heikkenemiseen. Ulkoisen valon erotusteho LEDillä.
(4) Kun ympäristön lämpötila nousee, loisteaineen kvanttitehokkuus laskee ja valontuotto pienenee.
(5) Lämpötila vaikuttaa suuresti silikageelin suorituskykyyn. Työlämpötilan noustessa silikageelin sisällä oleva lämpöjännitys kasvaa ja silikageelin taitekerroin pienenee, mikä vaikuttaa suoraan LEDin valotehokkuuteen.
02 LED-valaistustuotteiden lämmönpoisto-ongelmat
LED-valaistustuotteilla on yleensä lämmönpoistoongelmia. Sitä vastoin vaikka hehku- ja loistelampuilla on suuret tehohäviöt, nämä lamput voidaan säteilyttää suoraan ultraviolettivalolla, ja valonlähteen lämmönlähde on hyvin pieni. LED-valaistustuotteiden kuluttamassa energiassa näkyväksi valonlähteiksi muunnetun osan lisäksi muut energialähteet muuttuvat lämmöksi.
Lisäksi LED-paketin pieni koko vaikeuttaa lämmön hajauttamista konvektiolla ja säteilyllä, jolloin se kerää suuren määrän lämpöä.
2.1 Lämpölaajeneminen aiheuttaa osien taipumista ja halkeilua
LED-valaistustuotteet koostuvat monista osista, ja eri osien materiaalit ovat erilaisia, ja myös lämpölaajenemisen ja -kutistumisen laajuus on erilainen. Lämpölaajenemisen aikana komponenttimateriaalit taipuvat ja halkeilevat, mikä johtaa tuotteen huonoon lämmönpoistoon ja heikentää merkittävästi LED-tuotteiden käyttötehokkuutta.
2.2 Elektronisten piirien toiminnalliset esteet
Jos johtimien komponenttien käyttölämpötila nousee, tehonsyötön impedanssi pienenee ja on helppo päästä "lämpötilan nousu - impedanssin lasku - jännitteen nousu - lämpöparannus - lämpötilan nousu" noidankehään ja jopa palaa loppuun. .
2.3 Korkea lämpötila johtaa materiaalin laadun heikkenemiseen
Yleisesti ottaen LED-valaistustuotteissa käytetyt metallimateriaalit ovat helppoja hapettaa, ja mitä korkeampi lämpötila, sitä nopeampi hapetusnopeus. Korkean lämpötilan hapetus voi lyhentää LED-valaistustuotteiden käyttöikää.
03 LED-valaistustuotteiden lämmönpoistokykyyn vaikuttavat tekijät
3.1 Tuulen suunnan vaikutus LED-valaistustuotteiden lämmönpoistokykyyn
Tutkijat tekivät kokeita tuulen suunnan vaikutuksesta LED-valaistustuotteiden lämmönpoistoon. Yleisesti ottaen todellisessa simulaatioympäristössä tuulensuuntia on kolme tyyppiä: vaaka oikealle, pystysuora ylöspäin ja pystysuora alaspäin, eikä tuulen maksiminopeus saa ylittää 1,50 m/s. Kokeen aikana on varmistettava, että eri ryhmien käyttämät LED-valaistustuotteet ovat täsmälleen samat, paitsi eri tuulensuunnat, kaikkien muiden muuttujien tulee pysyä ennallaan. Kokeilun aikana kiinnitä huomiota LED-valaistustuotteen lämpötilan mittaamiseen ja laske LED-valaistustuotteen lämmönpoistonopeus eri tuulissa. Kokeiden avulla on havaittu, että pystytuuli vaikuttaa suuresti LED-valaistustuotteiden lämmönpoistoprosessiin. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että pystysuora alaspäin tuulen suunta on päinvastainen kuin luonnollisen ilman konvektiosuunta, mikä muuttaa LED-valaistustuotteiden maksimilämpötilaa.
3.2 Tuulen nopeuden vaikutus LED-valaistustuotteiden lämmönpoistokykyyn
Ymmärtääkseen tuulen nopeuden vaikutusta LED-valaistustuotteiden lämmönpoistokykyyn tutkijat suorittivat myös kokeita. Kokeessa on varmistettava, että ulkoinen ympäristö on johdonmukainen, ja lisää sitten vähitellen tuulen nopeutta. Kun tuulen suunta on pystysuunnassa alaspäin ja tuulen nopeus on pieni, LED-valaistustuotteen maksimilämpötila on korkeampi; tuulen nopeuden kasvaessa LED-valaistustuotteen lämpötila laskee vähitellen.
04 Lämmönpoiston optimoinnin vastatoimet LED-valaistustuotteille
Suunniteltaessa LED-valaistustuotteiden lämmönpoistorakennetta mitä vähemmän rakenteellisia kerroksia on, mitä ohuempi kerros on, mitä suurempi on kerroksen tilavuus, sitä suurempi on materiaalin lämmönjohtavuus ja sitä parempi lämmönpoisto. . Lisäksi lampun muodon on valittava suorakaiteen muotoinen lohko tai rengas. LED-valaistustuotteiden lämmönpoistosuunnittelussa on noudatettava passiivisten jäähdytyslevyjen ja aktiivisten jäähdytyselementtien suunnitteluperiaatetta täydennyksenä sekä minimoitava tai eliminoitava aktiiviset lämmönpoistomenetelmät.
4.1 Jäähdytyslevyn järkevä valinta
Ledien pakkaamisessa ei ole suoraa yhteyttä jäähdytyslevyihin tai sähköpuhaltimiin, ja LEDien tehopiirilevyt tuottavat paljon lämpöä, mikä tekee LED-valaistustuotteiden jäähtymisestä ja lämmönpoistosta erittäin vaikean ongelman. Tässä suhteessa tarvitaan kohtuullinen jäähdytyselementtien valinta. Jäähdytyselementti voi laajentaa LED-valaistustuotteen pinnan ja sisäilman välistä kosketusaluetta, mikä parantaa LED-valaistustuotteen jäähdytys- ja lämmönpoistotehokkuutta.
4.1.1 Evien valinta
Tyypillisesti jäähdytyslevyn ulkopinta työstetään ripoihin. Ripoja on monenlaisia, ja evien lukumäärä, sijainti, erittely, kaltevuuskulma ja paksuus on valittava huolellisesti tarpeiden mukaan. Tavallisen lineaarisen muodon lisäksi evät ovat aaltoilevia, spiraalimaisia, pitkulaisia ja katkaistun muotoisia. Jokaisen muodon valmistustarkoitus on helpottaa sisäilman konvektiota, sadeveden huuhtelua jne. parhaan lämmönpoistovaikutuksen saavuttamiseksi. .
Valmistajat käyttävät jäähdytyslevyjen valmistukseen pääasiassa sintrausta ja uritettuja tuotantomenetelmiä. Saman spesifikaation sintratuilla lämpöputkilla on sama suorituskyky kuin uritetuilla lämpöputkilla. Niiden joukossa, kun lämpöputki sintrataan, suuri määrä kuparijauhetta käytetään täyteaineena, mikä johtaa pieneen lämpöputken kapillaarihalkaisijaan ja pieneen tunkeutumistehoon. Kun sintratun lämpöputken leveys kasvaa, lämpöputken lämmönjohtavuus heikkenee. Siksi on tarpeen valita käyttöön sopivat rivat ja lämpöputket. Esimerkiksi hyvin tyypillisenä LED-valaistuslaitteena LED-katuvalaisimissa käytetään lämmönpoistomenetelmiä, kuten lämpöputki plus rivat, höyrykammion lämpöputki plus rivat jne. parantamaan katuvalojen lämmönpoistotehokkuutta.
4.1.2 Materiaalin valinta
Jäähdytyslevyn materiaaleista kuparin lämmönjohtavuus on parempi kuin alumiinin, mutta kuparin lämmönpoistonopeus on hitaampi kuin alumiinin. Siksi uutta kupari-alumiinikomposiittijäähdytyslevyä voidaan käyttää yhdistämällä kuparin ja alumiinin edut. Kupari-alumiinikomposiittijäähdytyselementissä kupari voi nopeasti tuoda LEDin tuottaman korkean lämmön alumiiniin, ja sitten korkea lämpö haihtuu alumiiniseosrivat, mikä parantaa lämmönpoistotehokkuutta.
4.1.3 Jäähdytyslevyputkien valinta
Jäähdytyselementin putki on tärkeä osa jäähdytyselementtiä. Kun jäähdytyslevyn lämmityspää juuri lämmitetään, putken seinämän lähellä oleva vesi höyrystyy välittömästi muodostaen suuren määrän vesihöyryä, mikä lisää tämän osan painetta. Vesihöyry siirtyy vedenpaineen ohjaamana jäähdytyspäähän. Kun höyryvirtaus saavuttaa jäähdytyspään, se tiivistyy nestemäiseen tilaan, vapauttaa suuren määrän lämpöenergiaa ja saavuttaa sitten kapillaarivoiman kautta haihtumislämmityspään syklin loppuunsaattamiseksi.
Joissakin LED-valaistustuotteissa, joissa on korkea energiankulutus ja korkeat vaatimukset jäähdytyslevyille, metalliset lämpöputket voidaan valita jäähdytyselementtiputkiksi. LED-valaistustuotteet tuottavat paljon lämpöä työskennellessään, ja kun lämpö siirtyy LED-valaistustuotteiden sisällä, se siirtyy suoraan metalliseen lämpöputkeen jäähdytyselementin kautta. Koska metallilämpöputki lämmitetään, lämpöä ei menetetä lämmönsiirron aikana. Lämpöenergiaa voidaan tuottaa lämpöputken kondensaatio-osan sisällä, ja lämpöenergia voidaan siirtää lämpöputken sisäpuolelle ja siirtää vähitellen metallimateriaalia levittävälle levylle lämmönjohtavuusvaikutuksen kautta. Lämpöenergia voidaan hajauttaa metallimateriaalia levittävästä levystä dispergointilevyn ja ympäröivän jäähdytysilman luonnollisen lämmön etenemisprosessin kautta.
4.2 Jäähdyttimen järkevä suunnittelu
Varsinaisessa jäähdyttimen suunnittelussa käytetään yleisesti ulkoisen jäähdyttimen ja lampun kotelon yhdistelmää sekä sisäänrakennetun jäähdyttimen ja lämpötilaohjatun tuulettimen yhdistelmää. LED-laitteen tuottama lämpö voidaan siirtää integroidulle piirilevylle suljettujen johtimien kautta ja sitten haihduttaa jäähdytyslevyn läpi; tehopiirilevyn tuottama lämpöenergia voidaan hajauttaa suoraan ulkopuolelle jäähdytyselementin kautta integroidun piirilevyn ympärillä olevien ilman ja täyttömateriaalien kautta. Lämmönsiirtoreitin lämmönsiirtotehokkuuteen vaikuttavien tekijöiden eliminoimiseksi voidaan lämmönsiirtotiellä käyttää materiaalia, jolla on parempi lämmönjohtavuus, voidaan lisätä reitin poikkileikkaustilavuutta tai lämpöä johtavaa voiteluainetta. levitetään siten, että tuotteiden liitoksissa ei ole rakoja. Jos jäähdytysrivat eivät pysty haihduttamaan lämpöä ulos, LED-laitteen sisään voi kertyä paljon lämpöä. Tässä suhteessa on tarpeen ryhtyä toimenpiteisiin jäähdytysrivien pintarakenteen optimoimiseksi. Tyypillinen tapa on asentaa lisää ripoja pintaan jäähdyttimen lämmönpoistoalueen lisäämiseksi.
4.3 Valitse pakkausprosessi todellisen tilanteen mukaan
LEDin tuottama sisäinen lämpö voidaan siirtää metallipiirilevylle liimakerroksen läpi ja sitten siirtää piirilevyltä jäähdytyselementtiin liimakerroksen läpi ja säteillä sitten ympäröivään ympäristöön. Tiivistysprosessi, liimausmateriaali ja substraattimateriaali ovat LED-lämmönpoistosuunnittelun avainkohtia. LEDin tuottama lämpöenergia on siirrettävä Si-substraattiin liitoskerroksen läpi ja siirrettävä sitten metallialustalle Si-substraatin ja sidemateriaalin kautta. Rakenteella tulee olla hyvät sähkö- ja lämpöominaisuudet.
4.4 Valitse oikea liimamateriaali
LED-valaistustuotteiden lämmönpoistokyvyn parantamiseksi on tarpeen valita sopivat liimamateriaalit ja tehdä hyvää työtä LED-valaistustuotteiden perussuunnittelussa. Yleisesti ottaen LED-valaistustuotteissa käytetään liimamateriaaleja, ja liimamateriaaleihin vaikuttavat ulkoinen lämpötila ja kosteus. Tieteen ja tekniikan jatkuvan kehityksen myötä ihmiset ovat myös parantaneet tartuntamateriaaleja. LED-valaistustuotteita suunniteltaessa voit valita sopivia liimamateriaaleja valaistustuotteiden todellisen tilanteen mukaan, parantaa sidemateriaalien lämmönjohtavuutta ja sähkönjohtavuutta, yksinkertaistaa sen sisäistä rakennetta ja parantaa LED-valaistustuotteiden lämmönpoistokykyä.
05 Johtopäätös
Tieteen ja tekniikan kehityksen myötä LED-valaistustuotteiden lämmönpoisto-ongelman ratkaisemiseksi on tarpeen valita sopivat rakennusmateriaalit, kuten metalliset lämpöputket, todellisen tilanteen mukaan. Käytettäessä LED-valaistustuotteita käyttäjien ei tulisi kiinnittää vain huomiota tuotteiden lämmönpoistokykyyn, vaan myös ympäristötekijöiden vaikutukseen LED-valaistustuotteiden lämmönpoistoon.
Suositut Tagit: alumiiniset liukuevät jäähdytyslevyt led-valaistukseen, Kiina, toimittajat, valmistajat, tehdas, räätälöity, ilmainen näyte, valmistettu Kiinassa
