Rashladni elementza LED
Uz kontinuirani razvoj LED tehnologije, proizvodi za LED rasvjetu dobijaju sve više pažnje.
U poređenju sa tradicionalnim izvorima rasvjete, LED izvori rasvjete su čvrste hladne svjetiljke, koje imaju prednosti dugog vijeka trajanja, visoke svjetlosne efikasnosti, bez zračenja, manje potrošnje energije, dobre otpornosti na udarce i vibracije i veće sigurnosti. Danas, kada se zelena rasvjeta općenito zagovara u cijelom svijetu, LED je široko favorizovan kao novi izvor zelene rasvjete.
Međutim, LED rasvjetni proizvodi su skloni pregrijavanju tokom upotrebe, posebno neki proizvodi za LED rasvjetu velike snage imaju ozbiljne probleme s grijanjem. LED diode su komponente osjetljive na visoke temperature. Ako generiraju mnogo topline, a temperatura je previsoka, to će direktno utjecati na svjetlosni efekat, temperaturu boje svjetla, itd. Čak će imati ozbiljan utjecaj na normalnu upotrebu LED rasvjetnih proizvoda.
01 Utjecaj visoke temperature na performanse LED rasvjetnih proizvoda
Odvođenje topline je važna karakteristika koju LED rasvjetni proizvodi moraju imati. U stvarnom životu, LED rasvjetni proizvodi se često koriste u različitim okruženjima, što također ima veliki utjecaj na efikasnost LED rasvjetnih proizvoda. Kako bi se poboljšala sposobnost odvođenja topline LED rasvjetnih proizvoda, potrebno je proučiti utjecaj visoke temperature na performanse LED rasvjetnih proizvoda.
1.1 Visoka temperatura uzrokuje trajno oštećenje LED dioda
Uzimajući u obzir radne karakteristike LED diode, ako je radna temperatura viša od maksimalne temperature koju LED dioda može podnijeti, svjetlosna efikasnost LED diode će brzo pasti i formirat će se snažno raspadanje svjetlosti, što će dovesti do oštećenja LED. LED diode su uglavnom inkapsulirane prozirnom polisulfonskom/epoksidnom smolom. Ako je temperatura pirolize viša od temperature prijelaza čvrstog sadržaja (obično 15 stupnjeva), materijal za brtvljenje će se transformirati u koloidno stanje, a koeficijent toplinske ekspanzije će naglo porasti, što će uzrokovati otvoreni krug i oštećenje LED diode.
1.2 Visoka temperatura će skratiti život LED dioda
Različite marke LED dioda imaju različite karakteristike raspada svjetlosti. Proizvođači LED-a općenito pružaju standardne krivulje raspada svjetlosti kao osnovu za odabir LED proizvoda. Život LED diode usko je povezan s raspadom svjetlosti. Što se duže koristi, osvjetljenje LED diode će biti niže dok se konačno ne ugasi. Općenito, vijek trajanja LED diode definira se kao vrijeme kada svjetlosni tok LED diode opadne za 30%. Visoka temperatura će uzrokovati propadanje LED svjetla i skratiti vijek trajanja LED-a.
(1) Defekti koji postoje u LED čipu brzo će se širiti na visokoj temperaturi okoline sve dok ne napadnu područje koje emituje svjetlost, što rezultira velikim brojem neradijativnih rekombinacijskih centara, što uvelike utječe na svjetlosnu efikasnost LED-a. U okruženju visoke topline, mikro-defekti u materijalu i nečistoće koje se brzo šire sa interfejsa i ploče takođe će biti uvedene u područje koje emituje svetlost, formirajući veliki broj dubokih energetskih nivoa, čime se ubrzava raspadanje svetlosti LED uređaj.
(2) Kada je temperatura visoka, prozirni provodljivi materijal od epoksidne smole će denaturirati i požutjeti, što će ozbiljno oštetiti njegove performanse prijenosa svjetlosti.
(3) Svjetlosni raspad fosfora je također glavni faktor koji utiče na raspad svjetlosti LED dioda, a raspad fosfora na visokim temperaturama je vrlo jak.
1.3 Visoka temperatura će uticati na svetlosni efekat LED-a
Neki parametri sastavnih materijala LED diode mijenjat će se s temperaturom okoline, što će uzrokovati promjene u parametrima LED uređaja i direktno utjecati na svjetlosni izlaz LED diode. Općenito, proces smanjenja svjetlosnog toka s povećanjem temperature je reverzibilan. Kada se temperatura okoline vrati na početnu temperaturu, svjetlosni tok će se povećati. To je zato što kada se temperatura vrati u početno stanje, unutrašnji parametri LED elementa se više ne mijenjaju, a svjetlosni izlaz LED može se vratiti na vrijednost početnog stanja. Svjetlosni tok LED diode podijeljen je na hladne i vruće lumene, koji predstavljaju svjetlosni izlaz LED diode na sobnoj temperaturi i temperaturi okoline, respektivno.
Specifični razlozi zašto visoka temperatura utiče na svjetlosni efekat LED dioda su sljedeći:
(1) Kako se temperatura okoline povećava, koncentracija elektrona i rupa u LED rasvjetnim proizvodima će se povećati, ali će se mobilnost elektrona smanjiti zbog smanjenja zabranjene širine pojasa.
(2) Kako temperatura okoline raste, vjerovatnoća rekombinacije elektrona u potencijalnoj bušotini i radijacije u rupama će se znatno smanjiti, formirajući neradijativnu rekombinaciju, čime se smanjuje unutrašnja kvantna efikasnost LED-a.
(3) Porast temperature okoline će pomaknuti vrh plave svjetlosti LED diode u dugovalni smjer, što će rezultirati neusklađenošću između valne dužine emisije LED diode i talasne dužine pobude fosfora, što rezultira smanjenjem efikasnost ekstrakcije spoljašnjeg svetla pomoću LED.
(4) Kako se temperatura okoline povećava, kvantna efikasnost fosfora opada i izlaz svjetlosti opada.
(5) Na performanse silika gela u velikoj meri utiče temperatura. Kako se radna temperatura povećava, toplinski stres unutar silika gela se povećava, a indeks prelamanja silika gela opada, što direktno utiče na svjetlosnu efikasnost LED-a.
(hladnjak sa aluminijumskim rebrima)
02 Problemi disipacije topline LED rasvjetnih proizvoda
LED rasvjetni proizvodi općenito imaju probleme sa rasipanjem topline. Nasuprot tome, iako žarulje sa žarnom niti i fluorescentne sijalice imaju velike gubitke snage, ove lampe mogu biti direktno ozračene ultraljubičastom svjetlošću, a izvor topline izvora svjetlosti je vrlo mali. U energiji koju troše LED rasvjetni proizvodi, osim dijela koji se pretvara u izvore vidljive svjetlosti, drugi izvori energije se pretvaraju u toplinu.
Osim toga, mala veličina LED paketa otežava odvođenje topline konvekcijom i zračenjem, akumulirajući tako veliku količinu topline.
2.1 Toplotno širenje uzrokuje savijanje i pucanje dijelova
LED rasvjetni proizvodi se sastoje od mnogo dijelova, a materijali različitih dijelova su različiti, a opseg toplinskog širenja i kontrakcije je također različit. Tokom termičkog širenja, materijali komponenti će se savijati i pucati, što će rezultirati slabim odvođenjem toplote proizvoda i ozbiljnom smanjenjem efikasnosti upotrebe LED proizvoda.
2.2 Operativne prepreke elektronskih kola
Ako se radna temperatura provodničkih komponenti poveća, impedancija napajanja će se smanjiti, pa je lako ući u začarani krug "porast temperature - smanjenje impedance - porast napona - toplinsko poboljšanje - porast temperature", pa čak i izgorjeti .
2.3 Visoka temperatura dovodi do pogoršanja kvaliteta materijala
Uopšteno govoreći, metalni materijali koji se koriste u LED rasvjetnim proizvodima lako se oksidiraju, a što je viša temperatura, to je brža stopa oksidacije. Visokotemperaturna oksidacija može skratiti vijek trajanja LED rasvjetnih proizvoda.
03 Faktori utjecaja na performanse odvođenja topline LED rasvjetnih proizvoda
3.1 Utjecaj smjera vjetra na performanse odvođenja topline LED rasvjetnih proizvoda
Istraživači su sproveli eksperimente o utjecaju smjera vjetra na rasipanje topline LED rasvjetnih proizvoda. Uopšteno govoreći, u okruženju simulacije u stvarnom svijetu postoje tri vrste smjera vjetra: horizontalno desno, vertikalno naviše i vertikalno naniže, a maksimalna brzina vjetra neće prelaziti 1,50 m/s. Tokom eksperimenta potrebno je osigurati da proizvodi LED rasvjete koje koriste različite grupe budu potpuno isti, osim za različite smjerove vjetra, sve ostale varijable moraju ostati nepromijenjene. Tokom eksperimenta obratite pažnju na mjerenje temperature LED rasvjetnog proizvoda i izračunajte brzinu rasipanje topline LED rasvjetnog proizvoda pod različitim vjetrovima. Eksperimentima je utvrđeno da u procesu odvođenja topline LED rasvjetnih proizvoda, na njega u velikoj mjeri utiče vertikalni vjetar. To je uglavnom zato što je vertikalni smjer vjetra prema dolje suprotan smjeru prirodne konvekcije zraka, što mijenja maksimalnu temperaturu LED rasvjetnih proizvoda.
3.2 Utjecaj brzine vjetra na performanse odvođenja topline LED rasvjetnih proizvoda
Kako bi razumjeli utjecaj brzine vjetra na performanse odvođenja topline LED rasvjetnih proizvoda, istraživači su također sproveli eksperimente. U eksperimentu je potrebno osigurati da vanjsko okruženje bude konzistentno, a zatim postepeno povećavati brzinu vjetra. Kada je smjer vjetra okomito prema dolje i brzina vjetra je mala, maksimalna temperatura LED rasvjetnog proizvoda je viša; kako se brzina vjetra povećava, temperatura LED rasvjetnog proizvoda će se postepeno smanjivati.
04 Protumjere optimizacije odvođenja topline za LED rasvjetne proizvode
Prilikom projektovanja strukture odvođenja topline LED rasvjetnih proizvoda, što je manji broj strukturnih slojeva, što je debljina sloja tanja, što je veći volumen sloja, veća je toplinska provodljivost materijala i bolje odvođenje topline. . Osim toga, oblik svjetiljke treba odabrati pravokutni blok ili prsten. Dizajn disipacije topline LED rasvjetnih proizvoda mora slijediti princip dizajna pasivnih hladnjaka i aktivnih hladnjaka kao dopuna, te minimizirati ili eliminirati metode aktivne disipacije topline.
4.1 Razuman izbor hladnjaka
Prilikom pakiranja LED dioda nema direktne veze s hladnjakom ili električnim ventilatorima, a strujne ploče LED dioda stvaraju mnogo topline, što čini hlađenje i odvođenje topline LED rasvjetnih proizvoda vrlo teškim problemom. U tom smislu, potreban je razuman izbor hladnjaka. Hladnjak može proširiti međusobnu kontaktnu površinu između površine LED rasvjetnog proizvoda i zraka u zatvorenom prostoru, čime se poboljšava efikasnost hlađenja i odvođenja topline LED rasvjetnog proizvoda.
4.1.1 Izbor peraja
Obično se vanjska površina hladnjaka obrađuje u rebra. Postoji mnogo vrsta peraja, a broj, položaj, specifikacija, ugao nagiba i debljina peraja moraju biti pažljivo odabrani prema potrebama. Osim običnog linearnog oblika, peraje imaju i valovite, spiralne, duguljaste i kose oblika. Proizvodna svrha svakog oblika je da olakša konvekciju zraka u zatvorenom prostoru, ispiranje kišnice, itd. kako bi se postigao najbolji učinak rasipanje topline. .
Proizvođači uglavnom koriste metode sinteriranja i proizvodnje utora za proizvodnju hladnjaka. Sinterovane toplotne cevi iste specifikacije imaju iste performanse kao i žlebljene toplotne cevi. Među njima, kada se toplotna cijev sinterira, velika količina bakarnog praha će se koristiti kao punilo, što rezultira malim kapilarnim promjerom toplinske cijevi i malom snagom prodiranja. Kada se širina sinterovane toplotne cevi poveća, efekat toplotne provodljivosti toplotne cevi će biti oslabljen. Stoga je potrebno odabrati odgovarajuća peraja i toplinske cijevi za upotrebu. Na primjer, kao vrlo tipičan LED rasvjetni uređaj, metode disipacije topline kao što su toplinska cijev plus rebra, toplotna cijev s parnom komorom plus rebra, itd. se koriste u upotrebi LED uličnih svjetala za poboljšanje efikasnosti odvođenja topline ulične rasvjete.
4.1.2 Izbor materijala
Među materijalima hladnjaka, toplinska provodljivost bakra je bolja od one od aluminija, ali je brzina disipacije topline kod bakra sporija od one kod aluminija. Stoga se novi bakar-aluminijski kompozitni hladnjak može koristiti kombiniranjem prednosti bakra i aluminija. U bakarno-aluminijskom kompozitnom hladnjaku, bakar može brzo dovesti visoku toplinu koju stvara LED dioda do aluminija, a zatim se visoka toplina raspršuje od strane aluminijskih legura, čime se poboljšava efikasnost odvođenja topline.
4.1.3 Izbor cijevi hladnjaka
Cijev hladnjaka je važan dio hladnjaka. Kada se grejni kraj hladnjaka samo zagreje, voda u blizini zida cevi će trenutno ispariti, formirajući veliku količinu vodene pare, što povećava pritisak ovog dela. Vodena para će se kretati do kraja za hlađenje pokretana pritiskom vode. Kada tok pare dođe do kraja za hlađenje, kondenzira se u tečno stanje, oslobađa veliku količinu toplotne energije, a zatim kroz kapilarnu silu stiže do kraja za zagrijavanje transpiracije kako bi se završio ciklus.
Za neke LED rasvjetne proizvode s visokom potrošnjom energije i visokim zahtjevima za hladnjake, metalne toplinske cijevi mogu se odabrati kao cijevi hladnjaka. LED rasvjetni proizvodi će generirati puno topline prilikom rada, a kada se toplina prenosi unutar LED rasvjetnih proizvoda, ona će se direktno prenositi na metalnu toplinsku cijev kroz hladnjak. Pošto se metalna toplotna cev zagreva, toplota se ne gubi tokom prenosa toplote. Toplotna energija se može generirati unutar kondenzacijskog dijela toplinske cijevi, a toplinska energija se može transportirati u unutrašnjost toplinske cijevi i postepeno prenijeti na metalni materijal koji raspršuje lim kroz efekt toplotne provodljivosti. Toplotna energija se može raspršiti iz disperznog lima metalnog materijala kroz prirodni proces toplotnog širenja disperzionog lima i okolnog rashladnog zraka.
4.2 Razuman dizajn radijatora
U stvarnom dizajnu radijatora, kombinacija vanjskog radijatora i kućišta svjetiljke te kombinacija ugrađenog radijatora i ventilatora s kontroliranom temperaturom općenito je prihvaćena. Toplota koju generiše LED uređaj može se pomeriti do integrisane ploče kroz zapečaćene vodove, a zatim raspršiti kroz hladnjak; Toplotna energija koju proizvodi strujna ploča može se direktno raspršiti prema van kroz hladnjak kroz zrak i materijale za punjenje oko integrirane ploče. Da bi se eliminisali faktori koji utiču na efikasnost prenosa toplote na putu prenosa toplote, na putu prenosa toplote se može koristiti materijal sa boljom toplotnom provodljivošću, zapremina poprečnog preseka puta se može povećati ili se može toplotno provodljivo mazivo nanositi, tako da nema praznina u spojevima proizvoda. Ako rashladna rebra nisu u stanju da odvode toplinu prema van, može se nakupiti mnogo topline unutar LED uređaja. S tim u vezi, potrebno je poduzeti mjere za optimizaciju površinske strukture rashladnih rebara. Tipična metoda je ugradnja više rebara na površinu kako bi se povećala površina rasipanje topline radijatora.
4.3 Odaberite proces pakiranja prema stvarnoj situaciji
Unutrašnja toplota koju generiše LED može se prenijeti na metalnu ploču kroz ljepljivi sloj, a zatim prenijeti sa ploče na hladnjak kroz sloj ljepila, a zatim zračiti u okolno okruženje. Proces zaptivanja, materijal za vezivanje i materijal podloge su ključne tačke dizajna LED raspršivanja toplote. Toplotna energija koju generira LED mora se prenijeti na Si supstrat kroz sloj povezivanja, a zatim prenijeti na metalnu podlogu kroz Si supstrat i vezni materijal. Konstrukcija mora imati dobra električna i toplinska svojstva.
4.4 Odaberite pravi materijal za vezivanje
Kako bi se poboljšao kapacitet odvođenja topline LED rasvjetnih proizvoda, potrebno je odabrati odgovarajuće vezivne materijale i dobro obaviti posao u osnovnom dizajnu LED rasvjetnih proizvoda. Uopšteno govoreći, LED rasvjetni proizvodi će koristiti ljepljive materijale, a na ljepljive materijale će utjecati vanjska temperatura i vlažnost. Uz kontinuirani razvoj nauke i tehnologije, ljudi su također poboljšali adhezione materijale. Prilikom dizajniranja LED rasvjetnih proizvoda, možete odabrati odgovarajuće vezivne materijale u skladu sa stvarnom situacijom rasvjetnih proizvoda, poboljšati toplinsku provodljivost i električnu provodljivost materijala za spajanje, pojednostaviti njegovu unutrašnju strukturu i poboljšati kapacitet rasipanje topline LED rasvjetnih proizvoda.
05 Zaključak
S razvojem nauke i tehnologije, kako bi se riješio problem odvođenja topline LED rasvjetnih proizvoda, potrebno je odabrati odgovarajuće građevinske materijale kao što su metalne toplinske cijevi prema stvarnom stanju. Prilikom korištenja LED rasvjetnih proizvoda, korisnici ne bi trebali obratiti pažnju samo na performanse odvođenja topline proizvoda, već i na utjecaj okolišnih faktora na rasipanje topline LED rasvjetnih proizvoda.
Popularni tagovi: aluminijski rashladni elementi za led rasvjetu, Kina, dobavljači, proizvođači, tvornica, prilagođeni, besplatni uzorak, proizvedeni u Kini, Баҡыр саңғылы йылылыҡ раковина
