Hvorfor har led-lys brug for køleplader?
Lysdioder (LED'er) er halvlederenheder, der omdanner elektrisk energi til lysenergi, men noget af den elektriske energi omdannes til termisk energi. Temperaturen, hvor varmeenergi overføres fra LED-lysperlerne til printkortet, kaldes forbindelsestemperaturen, og lysforfaldet eller LED'ens levetid er direkte relateret til dens forbindelsestemperatur. Hvis varmeafledningen ikke er god, vil forbindelsestemperaturen være høj, og levetiden vil være kort. Derfor, kun ved at eksportere varmeenergi så hurtigt som muligt kan temperaturen på LED-lysene reduceres effektivt. Strømforsyningen kan beskyttes mod at arbejde i et vedvarende miljø med høj temperatur og undgå LED-lyskilden for tidlig aldring på grund af langvarigt arbejde ved høj temperatur.
Hvordan gør led-lysarmaturer for at reducere varmen?
Under normale forhold er der tre måder at varmeoverføre på: ledning, konvektion og stråling. Ledning betyder, at varmen mellem genstande i direkte kontakt overføres fra den med en højere temperatur til den med en lavere temperatur. Konvektionsoverførsler varme udnytter væskestrømmen, mens stråling ikke kræver noget medium, og varmeobjektet frigiver varme direkte til det omgivende rum.
I praktiske anvendelser er den vigtigste foranstaltning til varmeafledning af LED-belysningsarmaturer med høj effekt at bruge en køleplade. Kølelegemet overfører chippens varme til kølelegemet gennem præcis kontakt med chipoverfladen. Kølelegemet er normalt en termisk leder med mange finner. Dens fuldt udstrakte overflade øger i høj grad varmestrålingen, og den cirkulerende luft kan også fjerne mere varmeenergi.
I lighed med den mest grundlæggende Ohms lov inden for kredsløbsberegning har beregningen af varmeafledning en mest grundlæggende formel
temperaturforskel = termisk modstand * strømforbrug
I tilfælde af en køleplade bliver modstanden ved varmefrigivelse mellem kølelegemet og den omgivende luft den termiske modstand, og størrelsen af varmestrømmen mellem kølelegemet og rummet er repræsenteret af chippens strømforbrug. På denne måde genereres der på grund af den termiske modstand, når varmestrømmen strømmer fra kølelegemet til luften, en vis temperaturforskel mellem kølelegemet og luften, ligesom strømmen, der strømmer gennem modstanden, genererer en spænding. Tilsvarende vil der være en vis termisk modstand mellem kølelegemet og chipoverfladen. Enheden for termisk modstand er °C/W. Når du vælger en køleplade ud over mekaniske størrelsesovervejelser, er den vigtigste parameter kølelegemets termiske modstand. Jo mindre termisk modstand, jo stærkere er radiatorens varmeafledningskapacitet.
Følgende er et eksempel på beregningen af termisk modstand i kredsløbsdesign:
Designkrav:
Chip effekt 18.4w
Den maksimale temperatur på chippens overfladetemperatur må ikke overstige 85 °C
Omgivelsestemperatur (maksimum) 45°C
Den termiske modstand mellem kølelegemet og chippen er 0,1 °C/W
Beregn den termiske modstand R for den krævede radiator
(R+0,1)*18w=85°C-45°C, få R=2°C/W
Først når den termiske modstand for det valgte kølelegeme er mindre end 2 ° C / W, kan vi sikre, at chipforbindelsestemperaturen ikke overstiger 85 ° C. Selvfølgelig er det mere professionelt at realisere præcisionsberegning gennem udstyr, hvilket også er den måde, vi tager på.
Hvilke typer køleplader?
Ud over at lede varme hurtigt fra varmekilden til kølelegemets udseende er det vigtigste ved enhver køleplade at udstråle varmen til miljøet ved konvektion og stråling. Varmeledning beskæftiger sig kun med vejen for varmeoverførsel, og varmekonvektion er kølelegemets hovedfunktion. Kølelegemets funktion påvirkes hovedsageligt af evnen til varmeafledningsområdet, formen og den naturlige konvektionsintensitet. Varmestrålingen er kun en hjælpefunktion. Fordi lysdioder arbejder med høj varme, skal aluminiumlegeringer med højere varmeledningsevne anvendes. Generelt er der stempling af aluminiumskøleplader, ekstruderede aluminiumskøleplader, trykstøbte aluminiumskøleplader, kolde eller varmesmedede aluminiumskøleplader.
Stempling af køleplader i aluminium
Under fremstillingsprocessen stemples metalfinnerne og svejses derefter til bunden. Disse bruges ofte i applikationer med lav effektbelysning. Den stemplede radiator har fordelene ved nem produktionsautomatisering og lave omkostninger. Men den største ulempe er dårlig ydeevne.Ekstruderede køleplader i aluminium
De fleste kølelegemer er lavet af ekstruderet aluminium, og denne proces er nyttig til de fleste applikationer. Det er billigt og kan nemt specificere specifikationer. Den største ulempe ved ekstruderede radiatorer er, at størrelsen er begrænset af ekstruderingens maksimale bredde.Trykstøbning af kølelegemer i aluminium
Det er det mest almindelige valg i øjeblikket med varmeledningsevne på 70-90W / m.K, høj termisk effektivitet, variable former og nem mekanisering og automatisering. Kølelegemet i trykstøbt aluminium er begrænset til tykkere finner, hvilket gør det ideelt til naturlige konvektionsapplikationer.Køleplader i koldt eller varmesmækket aluminium
Smedede radiatorer fremstilles ved komprimering af aluminium eller kobber og har mange anvendelser. Radiatoren kan være koldspået eller varm smedet. Disse produkter har god varmeledningsevne, mange valg af materialer, god varmeafledningsstruktur, lille størrelse og letvægts. De er dog dyre at producere.
Kølepladerne til BW-belysningsproducent
Valget af en radiator afhænger af den specifikke situation for ydeevnen for hver del af produktet. Dem, vi bruger mest, er trykstøbte aluminiums køleplader, til led gadebelysning, led-områdelys, led-lys i høj bugt, projektører, og vægpakkearmaturer. Nogle sollysprodukter bruger trykstøbt aluminium, og nogle bruger ekstruderede aluminiumsradiatorer. De ledede stadionlys har relativt høje effekt- og høje varmeafledningskrav, så koldsmedede aluminiumskøleplader vælges.
