Šilumos kriauklėskirtas LED
Nuolat tobulėjant LED technologijoms, LED apšvietimo gaminiams skiriama vis daugiau dėmesio.
Lyginant su tradiciniais apšvietimo šaltiniais, LED apšvietimo šaltiniai yra kietojo kūno šaltos šviesos lempos, kurių privalumai yra ilgas tarnavimo laikas, didelis šviesos efektyvumas, nėra spinduliuotės, mažesnės energijos sąnaudos, geras atsparumas smūgiams ir vibracijai bei didesnis saugumas. Šiandien, kai visame pasaulyje paprastai propaguojamas žalias apšvietimas, LED yra plačiai vertinamas kaip naujas žalias apšvietimo šaltinis.
Tačiau LED apšvietimo gaminiai naudojimo metu yra linkę perkaisti, ypač kai kurie didelės galios LED apšvietimo gaminiai turi rimtų šildymo problemų. Šviesos diodai yra aukštai temperatūrai jautrūs komponentai. Jei jie generuoja daug šilumos, o temperatūra yra per aukšta, tai tiesiogiai paveiks apšvietimo efektą, šviesos spalvos temperatūrą ir pan. Ir netgi turės rimtos įtakos įprastam LED apšvietimo gaminių naudojimui.
01 Aukštos temperatūros poveikis LED apšvietimo gaminių veikimui
Šilumos išsklaidymas yra svarbus veiksnys, kurį turi turėti LED apšvietimo gaminiai. Realiame gyvenime LED apšvietimo gaminiai dažnai naudojami skirtingose aplinkose, o tai taip pat turi didelę įtaką LED apšvietimo gaminių efektyvumui. Siekiant pagerinti LED apšvietimo gaminių šilumos išsklaidymo galimybes, būtina ištirti aukštos temperatūros poveikį LED apšvietimo gaminių veikimui.
1.1 Aukšta temperatūra negrįžtamai pažeidžia šviesos diodus
Atsižvelgiant į šviesos diodo veikimo charakteristikas, jei darbinė temperatūra yra aukštesnė už maksimalią temperatūrą, kurią gali išlaikyti šviesos diodas, šviesos diodo šviesos efektyvumas greitai sumažės ir susidarys stiprus šviesos slopinimas, dėl kurio bus pažeista LED. Šviesos diodai dažniausiai yra apklijuoti skaidria polisulfono/epoksidine derva. Jei pirolizės temperatūra yra aukštesnė už kietosios medžiagos pereinamąją temperatūrą (dažniausiai 15 laipsnių), sandarinimo medžiaga virsta koloidine būsena, o šiluminio plėtimosi koeficientas smarkiai padidės, dėl to šviesos diodas bus atviras ir sugadins.
1.2 Aukšta temperatūra sutrumpins LED tarnavimo laiką
Skirtingų gamintojų šviesos diodų šviesos slopinimo charakteristikos skiriasi. LED gamintojai paprastai pateikia standartines šviesos slopinimo kreives kaip pagrindą pasirinkdami LED gaminius. Šviesos diodo veikimo laikas yra glaudžiai susijęs su jo šviesos slūgimu. Kuo ilgiau jis bus naudojamas, tuo mažesnis bus šviesos diodo apšvietimas, kol jis galiausiai užges. Paprastai šviesos diodo tarnavimo laikas apibrėžiamas kaip laikas, kai LED šviesos srautas sumažėja 30%. Aukšta temperatūra sukels LED šviesos susilpnėjimą ir sutrumpins LED tarnavimo laiką.
(1) LED lusto defektai sparčiai plėsis esant aukštai aplinkos temperatūrai, kol įsiskverbs į šviesą skleidžiančią zoną, todėl susidarys daug neradiacinių rekombinacijos centrų, o tai labai paveikia LED šviesos efektyvumą. Esant dideliam karščiui, medžiagos mikrodefektai ir greitai plintančios priemaišos iš sąsajos ir plokštės taip pat pateks į šviesą skleidžiančią sritį, sudarydami daugybę gilių energijos lygių, taip paspartindami šviesos skilimą. LED įrenginį.
(2) Kai temperatūra yra aukšta, skaidri laidžioji epoksidinė derva denatūruojasi ir pagelsta, o tai labai pakenks šviesos pralaidumui.
(3) Fosforų šviesos skilimas taip pat yra pagrindinis veiksnys, turintis įtakos šviesos diodų šviesos skilimui, o fosforo skilimas aukštoje temperatūroje yra labai stiprus.
1.3 Aukšta temperatūra turės įtakos LED šviesos efektui
Kai kurie šviesos diodų sudedamųjų dalių parametrai keisis priklausomai nuo aplinkos temperatūros, o tai sukels LED įrenginio parametrų pokyčius ir tiesiogiai paveiks LED šviesos srautą. Apskritai šviesos srauto mažėjimo, kylant temperatūrai, procesas yra grįžtamas. Kai aplinkos temperatūra grįš į pradinę temperatūrą, šviesos srautas padidės. Taip yra todėl, kad temperatūrai sugrįžus į pradinę būseną, LED elemento vidiniai parametrai nebesikeičia, o šviesos diodo šviesos srautas gali grįžti į pradinės būsenos reikšmę. Šviesos diodo šviesos srautas yra padalintas į šaltus ir karštus liumenus, kurie atitinkamai atspindi šviesos diodo šviesos srautą kambario ir aplinkos temperatūroje.
Konkrečios priežastys, kodėl aukšta temperatūra turi įtakos šviesos diodų šviesos efektui, yra šios:
(1) Didėjant aplinkos temperatūrai, elektronų ir skylių koncentracija LED apšvietimo gaminiuose padidės, tačiau elektronų judrumas sumažės dėl draudžiamos juostos pločio sumažėjimo.
(2) Didėjant aplinkos temperatūrai, elektronų rekombinacijos potencialo šulinyje ir spinduliuotės skylėse tikimybė labai sumažės, sudarydama neradiacinę rekombinaciją, taip sumažindama vidinį šviesos diodo kvantinį efektyvumą.
(3) Padidėjus aplinkos temperatūrai, šviesos diodo mėlynos šviesos smailė pasislinks ilgųjų bangų kryptimi, todėl šviesos diodo spinduliuotės bangos ilgis ir fosforo sužadinimo bangos ilgis neatitiks, todėl sumažės šviesos diodo šviesos bangos ilgis. Išorinės šviesos ištraukimo efektyvumas naudojant LED.
(4) Didėjant aplinkos temperatūrai, mažėja fosforo kvantinis efektyvumas ir mažėja šviesos srautas.
(5) Silikagelio veikimą labai veikia temperatūra. Didėjant darbinei temperatūrai, šiluminis įtempis silikagelio viduje didėja, silikagelio lūžio rodiklis mažėja, o tai tiesiogiai veikia LED šviesos efektyvumą.
(aliumininiai slydimo pelekai, radiatorius)
02 LED apšvietimo gaminių šilumos išsklaidymo problemos
LED apšvietimo gaminiai paprastai turi šilumos išsklaidymo problemų. Priešingai, nors kaitrinės ir fluorescencinės lempos turi didelius galios nuostolius, šios lempos gali būti tiesiogiai apšvitintos ultravioletine šviesa, o šviesos šaltinio šilumos šaltinis yra labai mažas. LED apšvietimo gaminių sunaudojamoje energijoje, be dalies, paverčiamos matomos šviesos šaltiniais, į šilumą paverčiami ir kiti energijos šaltiniai.
Be to, dėl nedidelio LED paketo dydžio sunku išsklaidyti šilumą konvekcijos ir spinduliuotės būdu, todėl sukaupiamas didelis šilumos kiekis.
2.1 Šiluminis plėtimasis sukelia dalių lenkimą ir įtrūkimus
LED apšvietimo gaminiai susideda iš daugelio dalių, o įvairių dalių medžiagos yra skirtingos, taip pat skiriasi šiluminio plėtimosi ir susitraukimo mastas. Šiluminio plėtimosi metu komponentų medžiagos sulinks ir įtrūks, todėl gaminys prastai išsklaidys šilumą ir labai sumažins LED gaminių naudojimo efektyvumą.
2.2 Elektroninių grandinių veikimo kliūtys
Padidėjus laidininko komponentų darbinei temperatūrai, maitinimo bloko varža sumažės, todėl lengva patekti į užburtą ratą „temperatūros kilimas – varžos sumažinimas – įtampos kilimas – terminis padidinimas – temperatūros kilimas“ ir net perdegti. .
2.3 Aukšta temperatūra pablogina medžiagos kokybę
Paprastai tariant, LED apšvietimo gaminiuose naudojamos metalinės medžiagos yra lengvai oksiduojamos, o kuo aukštesnė temperatūra, tuo greitesnis oksidacijos greitis. Aukštos temperatūros oksidacija gali sutrumpinti LED apšvietimo gaminių tarnavimo laiką.
03 LED apšvietimo gaminių šilumos išsklaidymo efektyvumą įtakojantys veiksniai
3.1 Vėjo krypties įtaka LED apšvietimo gaminių šilumos išsklaidymo charakteristikoms
Mokslininkai atliko vėjo krypties įtakos LED apšvietimo gaminių šilumos išsklaidymo eksperimentus. Paprastai tariant, realaus pasaulio modeliavimo aplinkoje yra trijų tipų vėjo kryptys: horizontali dešinė, vertikali aukštyn ir vertikali žemyn, o didžiausias vėjo greitis neviršys 1,50 m/s. Eksperimento metu būtina užtikrinti, kad skirtingų grupių naudojami LED apšvietimo produktai būtų visiškai vienodi, išskyrus skirtingas vėjo kryptis, visi kiti kintamieji turi likti nepakitę. Eksperimento metu atkreipkite dėmesį į LED apšvietimo gaminio temperatūros matavimą ir apskaičiuokite LED apšvietimo gaminio šilumos išsklaidymo greitį esant skirtingiems vėjams. Eksperimentų metu nustatyta, kad LED apšvietimo gaminių šilumos išsklaidymo procese jam didelę įtaką daro vertikalus vėjas. Taip yra daugiausia dėl to, kad vertikali žemyn nukreipta vėjo kryptis yra priešinga natūralios oro konvekcijos krypčiai, kuri keičia maksimalią LED apšvietimo produktų temperatūrą.
3.2 Vėjo greičio įtaka LED apšvietimo gaminių šilumos išsklaidymo charakteristikoms
Siekdami suprasti vėjo greičio įtaką LED apšvietimo gaminių šilumos išsklaidymo charakteristikoms, mokslininkai taip pat atliko eksperimentus. Eksperimente būtina užtikrinti, kad išorinė aplinka būtų nuosekli, o tada palaipsniui didinti vėjo greitį. Kai vėjo kryptis vertikaliai žemyn ir vėjo greitis mažas, maksimali LED apšvietimo gaminio temperatūra yra aukštesnė; didėjant vėjo greičiui, LED apšvietimo gaminio temperatūra palaipsniui mažės.
04 Šilumos išsklaidymo optimizavimo atsakomosios priemonės LED apšvietimo gaminiams
Projektuojant LED apšvietimo gaminių šilumos išsklaidymo struktūrą, kuo mažiau konstrukcinių sluoksnių, kuo plonesnis sluoksnio storis, tuo didesnis sluoksnio tūris, didesnis medžiagos šilumos laidumas ir geresnis šilumos išsklaidymas. . Be to, lempos formai reikia pasirinkti stačiakampį bloką arba žiedą. LED apšvietimo gaminių šilumos išsklaidymo dizainas turi atitikti pasyviųjų šilumos šalintuvų ir aktyvių šilumos šalintuvų projektavimo principą kaip papildymą ir sumažinti arba pašalinti aktyvius šilumos išsklaidymo būdus.
4.1 Protingas radiatorių pasirinkimas
Pakuojant šviesos diodus nėra tiesioginio ryšio su radiatoriais ar elektriniais ventiliatoriais, o šviesos diodų galios plokštės generuoja daug šilumos, todėl LED apšvietimo gaminių aušinimas ir šilumos išsklaidymas yra labai sudėtinga problema. Šiuo atžvilgiu reikalingas pagrįstas radiatorių pasirinkimas. Šilumnešis gali išplėsti abipusį kontaktinį plotą tarp LED apšvietimo gaminio paviršiaus ir patalpų oro, taip pagerindamas LED apšvietimo gaminio aušinimo ir šilumos išsklaidymo efektyvumą.
4.1.1 Pelekų pasirinkimas
Paprastai išorinis šilumos kriauklės paviršius yra apdirbamas į pelekus. Pelekų rūšių yra daug, o pelekų skaičius, padėtis, specifikacija, pasvirimo kampas ir storis turi būti kruopščiai parenkami pagal poreikius. Be įprastos linijinės formos, pelekai taip pat turi banguotus, spiralinius, pailgus ir iškirptus. Kiekvienos formos gamybos tikslas yra palengvinti patalpų oro konvekciją, lietaus vandens nuplovimą ir pan., kad būtų pasiektas geriausias šilumos išsklaidymo efektas. .
Gamintojai aušintuvams gaminti daugiausia naudoja sukepinimo ir griovelių gamybos metodus. Tos pačios specifikacijos sukepinti šilumos vamzdžiai pasižymi tokiomis pat savybėmis kaip ir šilumos vamzdžiai su grioveliais. Tarp jų, kai šilumos vamzdis yra sukepintas, kaip užpildas bus naudojamas didelis kiekis vario miltelių, todėl šilumos vamzdžio kapiliarinis skersmuo bus mažas ir prasiskverbimo galia bus maža. Padidėjus sukepinto šilumos vamzdžio pločiui, šilumos vamzdžio šilumos laidumo efektas susilpnėja. Todėl būtina parinkti tinkamus naudojimui pelekus ir šilumos vamzdžius. Pavyzdžiui, LED gatvių apšvietimui naudojami šilumos išsklaidymo metodai, tokie kaip šilumos vamzdis su briaunomis, garų kameros šilumos vamzdis ir briaunelės ir kt., siekiant pagerinti gatvių žibintų šilumos išsklaidymo efektyvumą.
4.1.2 Medžiagos pasirinkimas
Tarp šilumos kriauklės medžiagų vario šilumos laidumas yra geresnis nei aliuminio, tačiau vario šilumos išsklaidymo greitis yra mažesnis nei aliuminio. Todėl, derinant vario ir aliuminio privalumus, galima naudoti naują vario-aliuminio kompozitinį šilumos šalintuvą. Vario-aliuminio kompozitiniame šilumnešyje varis gali greitai pernešti aukštą šviesos diodo generuojamą šilumą į aliuminį, o tada didelę šilumą išsklaido aliuminio lydinio pelekai, taip pagerindamas šilumos išsklaidymo efektyvumą.
4.1.3 Šilumos šalinimo vamzdžių pasirinkimas
Šilumos kriauklės vamzdis yra svarbi šilumos kriauklės dalis. Kai tik šildomas šilumos kriauklės kaitinimo galas, vanduo prie vamzdžio sienelės akimirksniu išgaruos, sudarydamas didelį vandens garų kiekį, kuris padidina šios dalies slėgį. Vandens garai, veikiami vandens slėgio, pateks į aušinimo galą. Kai garų srautas pasiekia aušinimo galą, jis kondensuojasi į skystą būseną, išskiria daug šilumos energijos, o tada per kapiliarinę jėgą pasiekia transpiracijos šildymo galą, kad užbaigtų ciklą.
Kai kuriems LED apšvietimo produktams, kurių energijos suvartojimas yra didelis ir keliami aukšti reikalavimai šilumos kriauklėms, metalinius šilumos vamzdžius galima pasirinkti kaip šilumos šalinimo vamzdžius. LED apšvietimo gaminiai dirbdami išskirs daug šilumos, o kai šiluma bus perduota LED apšvietimo gaminių viduje, ji per radiatorių bus tiesiogiai perduodama į metalinį šilumos vamzdį. Kadangi metalinis šilumos vamzdis yra šildomas, šilumos perdavimo metu šiluma neprarandama. Šilumos energija gali būti generuojama šilumos vamzdžio kondensacijos skyriuje, o šilumos energija gali būti transportuojama į šilumos vamzdžio vidų ir palaipsniui perduodama į metalinės medžiagos išsklaidymo lakštą per šilumos laidumo efektą. Šilumos energija gali būti išsklaidyta iš metalinės medžiagos dispersinio lakšto per natūralų dispersinio lakšto ir aplinkinio aušinimo oro šiluminį sklidimą.
4.2 Protingas radiatoriaus dizainas
Faktinėje radiatoriaus konstrukcijoje paprastai naudojamas išorinio radiatoriaus ir lempos korpuso derinys bei įmontuoto radiatoriaus ir temperatūros reguliuojamo ventiliatoriaus derinys. Šviesos diodų įrenginio generuojama šiluma per sandarius laidus gali būti perkelta į integruotą grandyninę plokštę, o po to išsklaidoma per šilumos kriauklę; maitinimo grandinės plokštės generuojama šilumos energija gali būti tiesiogiai išsklaidyta į išorę per šilumnešį per orą ir užpildymo medžiagas aplink integruotą grandinę. Siekiant pašalinti veiksnius, turinčius įtakos šilumos perdavimo efektyvumui šilumos perdavimo kelyje, šilumos perdavimo kelyje galima naudoti geresnio šilumos laidumo medžiagą, padidinti tako skerspjūvio tūrį arba naudoti šilumą laidų tepalą. užtepti taip, kad gaminių sandūrose neliktų tarpų. Jei aušinimo briaunos negali išsklaidyti šilumos į išorę, LED įrenginio viduje gali susikaupti daug šilumos. Atsižvelgiant į tai, būtina imtis priemonių optimizuoti aušinimo briaunų paviršiaus struktūrą. Įprastas būdas yra sumontuoti daugiau briaunų ant paviršiaus, kad padidėtų radiatoriaus šilumos išsklaidymo plotas.
4.3 Pakavimo procesą pasirinkite pagal faktinę situaciją
Šviesos diodo sukuriama vidinė šiluma gali būti perduodama į metalinę plokštę per lipnų sluoksnį, o po to per lipnų sluoksnį perduodama iš plokštės į aušintuvą, o tada spinduliuojama į supančią aplinką. Sandarinimo procesas, klijavimo medžiaga ir pagrindo medžiaga yra pagrindiniai LED šilumos išsklaidymo dizaino taškai. Šviesos diodo generuojama šilumos energija per jungiamąjį sluoksnį turi būti perkelta į Si substratą, o po to per Si substratą ir rišamąją medžiagą perkeliama į metalinį atraminį pagrindą. Konstrukcija turi turėti geras elektrines ir šilumines savybes.
4.4 Pasirinkite tinkamą klijavimo medžiagą
Siekiant pagerinti LED apšvietimo gaminių šilumos išsklaidymą, būtina parinkti tinkamas klijavimo medžiagas ir gerai atlikti pagrindinį LED apšvietimo gaminių dizainą. Paprastai tariant, LED apšvietimo gaminiuose bus naudojamos lipnios medžiagos, o lipnioms medžiagoms įtakos turės išorinė temperatūra ir drėgmė. Nuolat tobulėjant mokslui ir technologijoms, žmonės taip pat patobulino sukibimo medžiagas. Kurdami LED apšvietimo gaminius, galite pasirinkti tinkamas klijavimo medžiagas pagal faktinę apšvietimo gaminių situaciją, pagerinti jungiamųjų medžiagų šilumos laidumą ir elektrinį laidumą, supaprastinti vidinę struktūrą ir pagerinti LED apšvietimo gaminių šilumos išsklaidymo pajėgumus.
05 Išvada
Tobulėjant mokslui ir technologijoms, norint išspręsti LED apšvietimo gaminių šilumos išsklaidymo problemą, reikia parinkti tinkamas statybines medžiagas, tokias kaip metaliniai šilumos vamzdžiai, atsižvelgiant į esamą situaciją. Naudodami LED apšvietimo gaminius, vartotojai turėtų atkreipti dėmesį ne tik į gaminių šilumos išsklaidymo charakteristikas, bet ir į aplinkos veiksnių įtaką LED apšvietimo gaminių šilumos sklaidai.
Populiarus Žymos: Aliuminio slydimo briaunos radiatoriai LED apšvietimui, Kinija, tiekėjai, gamintojai, gamykla, pritaikyta, nemokamas pavyzdys, pagamintas Kinijoje
