Miért van szükség a led lámpáknak hűtőbordára?
A fény{0}}kibocsátó diódák (LED-ek) félvezető eszközök, amelyek az elektromos energiát fényenergiává alakítják, de az elektromos energia egy része hőenergiává alakul. Azt a hőmérsékletet, amelyen a hőenergia átkerül a LED-fénygyöngyökről a NYÁK lapra, csatlakozási hőmérsékletnek nevezzük, és a fénycsökkenés vagy a LED élettartama közvetlenül összefügg a csatlakozási hőmérsékletével. Ha a hőleadás nem megfelelő, a csomópont hőmérséklete magas lesz, és az élettartam rövid lesz. Ezért csak a hőenergia mielőbbi exportálásával lehet hatékonyan csökkenteni a LED-lámpák hőmérsékletét. A tápegység védhető a tartósan magas-hőmérsékletű környezetben való működéstől, és elkerülhető a LED-fényforrás idő előtti elöregedése a hosszú -magas{3}}hőmérsékletű munka miatt.
Hogyan csökkentik a hőt a led világítótestek?
Normál körülmények között a hőátadásnak három módja van: vezetés, konvekció és sugárzás. A vezetés azt jelenti, hogy a közvetlenül érintkező tárgyak között a hő átadódik a magasabb hőmérsékletűről az alacsonyabb hőmérsékletűre. A konvekció a hőt a folyadékáram felhasználásával továbbítja, míg a sugárzás nem igényel közeget, a fűtő tárgy pedig közvetlenül a környező térbe bocsátja ki a hőt.
A gyakorlati alkalmazásokban a nagy teljesítményű LED-es világítótestek hőelvezetésének fő mértéke a hűtőborda használata. A hűtőborda a chip felületével való pontos érintkezés révén továbbítja a chip hőjét a hűtőbordának. A hűtőborda általában egy hővezető, sok bordával. Teljesen kinyújtott felülete nagymértékben növeli a hősugárzást, és a keringő levegő is több hőenergiát tud elvenni.
Az áramköri számítások legalapvetőbb Ohm-törvényéhez hasonlóan a hőelvezetés számításának is van egy legalapvetőbb képlete
hőmérséklet-különbség=hőellenállás * energiafogyasztás
Hűtőborda esetén a hűtőborda és a környező levegő közötti hőleadás ellenállása válik hőellenállássá, a hűtőborda és a tér közötti hőáramlás nagyságát pedig a chip teljesítményfelvétele jelenti. Ily módon a hőáramnak a hűtőbordából a levegőbe áramló hőellenállása miatt bizonyos hőmérsékletkülönbség keletkezik a hűtőborda és a levegő között, ahogyan az ellenálláson átfolyó áram is feszültséget generál. Hasonlóképpen, bizonyos hőellenállás lesz a hűtőborda és a forgács felülete között. A hőellenállás mértékegysége fok /W. A hűtőborda kiválasztásánál a mechanikai méretmegfontolások mellett a legfontosabb paraméter a hűtőborda hőállósága. Minél kisebb a hőellenállás, annál erősebb a radiátor hőleadó képessége.
A következő példa a hőellenállás kiszámítására az áramkör tervezésében:
Tervezési követelmények:
Chip teljesítménye 18,4W
A forgács felületének maximális hőmérséklete nem haladhatja meg a 85 fokot
Környezeti hőmérséklet (maximum) 45 fok
A hűtőborda és a chip közötti hőellenállás 0,1 fok /W
Számítsa ki a szükséges radiátor R hőellenállását!
(R plusz 0.1)*18w=85 fok -45 fok, R=2 fok /W
Csak akkor tudjuk biztosítani, hogy a forgács csatlakozási hőmérséklete ne haladja meg a 85 fokot, ha a kiválasztott hűtőborda hőellenállása kisebb, mint 2 fok/W. Természetesen profibb a precíziós számítást berendezéseken keresztül megvalósítani, mi is így járunk el.
milyen típusú hűtőbordák?
Amellett, hogy gyorsan elvezeti a hőt a hőforrástól a hűtőborda megjelenéséig, minden hűtőbordának az a lényege, hogy a hőt konvekcióval és sugárzással sugározza ki a környezetbe. A hővezetés csak a hőátadás módjával foglalkozik, és a hőelvezetés a hűtőborda fő funkciója. A hűtőborda működését főként a hőleadási terület képessége, alakja és a természetes konvekciós intenzitás befolyásolja. A hősugárzás csak segédfunkció. Mivel a LED-ek nagy hővel működnek, nagyobb hővezető képességű alumíniumötvözeteket kell használni. Általában vannak sajtolt alumínium hűtőbordák, extrudált alumínium hűtőbordák, fröccsöntött-alumínium hűtőbordák, hidegen vagy hővel kovácsolt alumínium hűtőbordák.
Alumínium hűtőbordák bélyegzése
A gyártási folyamat során a fém bordákat lenyomják, majd az alaphoz hegesztik. Ezeket általában alacsony fogyasztású{0}}világítási alkalmazásokban használják. A bélyegzett radiátor előnye az egyszerű gyártásautomatizálás és az alacsony költség. De a legnagyobb hátrány a gyenge teljesítmény.Extrudált alumínium hűtőbordák
A legtöbb hűtőborda extrudált alumíniumból készül, és ez az eljárás a legtöbb alkalmazásnál hasznos. Olcsó, és könnyen megadhatja a specifikációkat. Az extrudált radiátorok fő hátránya, hogy a méretet az extrudálás maximális szélessége korlátozza.Présöntvény-alumínium hűtőbordák
Jelenleg ez a legelterjedtebb választás, 70-90 W/mK hővezető képességgel, nagy hőhatékonysággal, változó formákkal, valamint egyszerű gépesítéssel és automatizálással. Az öntött alumínium hűtőborda vastagabb bordákra korlátozódik, így ideális természetes konvekciós alkalmazásokhoz.Hidegen vagy hővel kovácsolt alumínium hűtőbordák
A kovácsolt radiátorok alumínium vagy réz préselésével készülnek, és számos alkalmazási területük van. A radiátor lehet hidegen kovácsolt vagy melegen kovácsolt. Ezek a termékek jó hővezető képességgel, sokféle anyagválasztékkal, jó hőleadó szerkezettel, kis mérettel és könnyűséggel rendelkeznek. Előállításuk azonban drága.
A hűtőbordák a BW lámpagyártó számára
A radiátor megválasztása a termék egyes részeinek teljesítményének konkrét helyzetétől függ. Az általunk leggyakrabban használt -alumínium öntött hűtőbordák LED-es utcai lámpákhoz, led-környezeti lámpákhoz, magasba épített LED-lámpákhoz, reflektorokhoz és fali lámpatestekhez. Egyes napelemes termékek fröccsöntött-alumíniumot, mások pedig extrudált alumínium radiátorokat használnak. A led stadionlámpáknak viszonylag nagy teljesítményük és hőelvezetési követelményeik vannak, ezért a hidegen{2}}kovácsolt alumínium hűtőbordákat választják.
