Při sestavování zařízení LED je důležité zvolit, navrhnout a nainstalovat systém pro jeho chlazení, radiátor pro LED diody. Pokud tepelný režim pro LED není správně zvolen, nakonec to povede k přehřátí a poruše.
Proč chladit LED
Představa, že LED se nespálí špatně. Je postaven na tom, že se dotýkáte takového zařízení s nízkým napětím, necítíte teplo. Podle zákona o zachování energie: energie se neobjevuje z ničemu a nezmizí bez stopy, ale přechází z jednoho druhu do druhého. LED diody, stejně jako světelné zdroje v pevné fázi, emitují viditelnou část spektra a vyzařují teplo. V důsledku termoelektrických jevů vyskytujících se v polovodičových světelných diodách se uvolňuje teplo. V závislosti na teplotě ohřevu LED se mění ukazatele a charakteristiky. Taková silná závislost ukazatelů na teplotu vede k tomu, že:
Obr. 1. Rozvrh závislosti relativního světelného toku od teploty přechodu (MKR LED)
- polovodičový přechod během ohřevu LED krystalu se zhoršuje a rychle se vyčerpá a životnost operace klesá;
- tepelná hranice LED, po které dochází k poruše, se dosáhne po zvýšení teploty na 150 ° C. V závislosti na použitých materiálech se změní množství světelného toku a doba opotřebení;
- postupně snižuje početsvětelný tok odrážející křivky závislosti zobrazené na obr. 1;
- změny teploty a hodnoty přímého poklesu napětí na LED. Při ohřátí světelného zdroje se zvyšuje index přímého poklesu napětí. Na křivkách zobrazují křivky tuto závislost.
Výše uvedené důvody jsou vážným důvodem ke snížení teploty vody z LED zařízení.
Jak ochladit LED
Účinným způsobem ochlazování krystalu bude odstranění přebytečného tepla s využitím fenoménu tepelné vodivosti.
Radiátory se používají v radiové elektronice pro odvod tepla, čímž se teplo vypouští do atmosféry dvěma způsoby. Při prvním způsobu chlazení - pasivní je jedna část tepelných infračervených vln vypouštěna do atmosféry a druhá je způsobena proudem teplého vzduchu z radiátoru (obr. 2). U světelných diod s malým výkonem se v tomto pasivním režimu tepelné konvekce vytváří teplo prostřednictvím kovových kontaktů, jehož index tepelné vodivosti dovoluje, aby bylo z krystalu odstraněno dostatečné množství jeho přebytku. Dlouhodobější kontakty umožňují lepší přidělování a rozptýlení tepla na desce. Nevýhodou pasivní metody je velká velikost, hmotnost a vysoké náklady na instalaci tepla.
Obr. 2. Pasivní režim tepelné konvekce
Turbulentní konvekce se týká druhé metody aktivního chlazení. Pro výkon tepla z výkonných LED zařízení na chladiči namontovaném nakrystalová podšívka
Rozměry, tvar a počet okrajů radiátoru závisí přímo na výkonu diody. Systém obsahuje vestavěná mechanická zařízení a ventilátory, které vytvářejí aktivní průtok vzduchu (obr. 3). Například 20 W ve světlometu vozu třídy Business nuceně zasahovat do vestavěného Culleru. Tato metoda je produktivnější, ale používá se pouze v podmínkách dobrého počasí a nepřítomnosti vysoké prašnosti místnosti.
Obrázek 3 Ventilátory pro režim aktivního chlazení
Instalace chladiče snižuje proces přehřátí LED, což umožňuje několikrát prodloužit životnost.
typy radiátorů
Před montáží zařízení je nutné určit typ použitého chladiče:
- pin nebo jehlu (obr. 5);
- žebra (obr. 4).
Je-li to nezbytné, je přirozeným chlazením světelného zdroje první typ a v případě nuceného druhého. Obvykle kolíky, stejné velikosti s žebrovaným, produktivnější o 70%.
Obr Radiátorová žebra
Typ žáruvzdorného typu se používá hlavně při aktivní metodě odstraňování tepla. Ale s určitými geometrickými parametry se používá pasivně.
Obr. 5 Jehlový radiátor
Pokud je vzdálenost mezi jehlami 4 mm, zařízení je určeno k rozptylu přirozeného tepla a při průměru 2 mm je chladič vybaven ventilátorem.
Materiály pro radiátory
Pro dlouhou a produktivní práciLED dioda je velmi důležitá pro vyzvednutí kvalitativního materiálu pro chladič. Vybírá se podle určitých požadavků a ukazatelů. Tepelná vodivost by měla být v rozmezí 6-10 W. Při nižší rychlosti nebude materiál přenášet teplo, které vstupuje do vzduchu. Při tepelné vodivosti vyšší než 10 W se výkon zařízení s technickými indikátory nezvýší a náklady na materiál budou znamenat nadměrné náklady na peníze. Nejvýznamnějšími materiály ve výrobě jsou hliník, keramika, měď. Ve vzácných případech je zařízení vyrobeno z materiálů, které jsou součástí plastů, které přispívají k rozptylu tepla.
Radiátor LED je nejčastěji vyroben z lisovaného hliníku, protože je lepší než jiné materiály k odvádění tepla. Hlavní nevýhodou hliníkového chladiče pro LED je velký počet vrstev v produktu, což usnadňuje vzhled přechodného tepelného odporu. Aby se taková odolnost překonala, je nutné do výrobku přidat materiály, které mají tepelnou vodivost a naplní vzduchové vrstvy: lepidla, izolační desky atd.
Výhoda měděného chladiče ve srovnání s hliníkem při vyšší tepelné vodivosti. Nedostatek v těžké hmotnosti výrobku a menší tolerance kovu. Způsob lisování mědi a řezání řezáním velmi nákladných výrobních metod.
Vhodnější volbou pro odstranění tepla je keramický podklad. Světelné diody jsou připájeny na své vodivé dráhy, což umožňuje dvojnásobné zvýšení tepelné ztrátyradiátory z kovu.
Rozptýlení plastového tepla za cenu levnější než výrobek z hliníku. Vzhledem k tomu, že tepelná vodivost samotného plastu je - 0,2 W /m, je možné dosáhnout přijatelného indexu pouze na úkor přidání plniv. Pokud je hliníkový chladič nahrazen plastovým materiálem o stejné velikosti, teplota v zóně dodávek se zvýší o 5%.
Vypočítáme plochu chladiče
Vezměte na vědomí, že pro správný výpočet oblasti radiátoru zvažte spíše parametry užitečné oblasti rozptylu než plochu.
Při výpočtu užitné plochy (S) je množství okrajů a podkladů v metrech čtverečních. Je nutné mít na paměti, že každá hrana má dva povrchy. V tomto případě je tepelné vedení obdélníkového tvaru S - 1 cm2 - 2 cm2.
V důsledku experimentů byl vypočten výpočetní vzorec pro požadovanou plochu pro odstranění tepla:
S = (22 - (M x 1,5)) x W, ve kterém
S - oblast rozptylu tepla radiátoru; Výkon W (W); M-power LED. U talířových radiátorů vyrobených z hliníku mohou tchajwanští odborníci vypracovat následující odhady:
- 1 W: 10? 15 cm2;
- 3 W: 30? 50 cm2;
- 10 W: přibližně 1000 cm2;
- 60 W: 7000 73000 cm2.
Jelikož rozsah těchto údajů je velký a jsou určeny v podmínkách pro jižní klima, hodnoty nejsou zcela přesné a jsou vhodné pro předběžné výpočty.
Podrobnější informace o výpočtu oblasti radiátoru mohou býtzískejte sledováním videa.
Jak si vyrobit radiátor s vlastními rukama
Radiátor - důležitá součást práce LED, její kvalita závisí na životnosti LED. Chcete-li udělat vlastní ruku, může být chladič improvizovaných materiálů následující:
- Vlastní. Řezání kruhu hliníkového plechu, řezání na okrajích. Jak je znázorněno na obr. 6, knír se ohýbá jako ventilátor. 4 kobylky jsou odděleně opraveny podél osy odvodu tepla pro další upevnění konstrukce na základnu LED. Konstrukci můžete upevnit pomocí šroubů a přednastavit termoplast.
Obr. 6 Samonosný hliníkový radiátor. - Při druhém způsobu se používá profil (vyrobený z hliníku) a profil trubice s obdélníkovým průřezem 30x15x1,5. (Obr. 7). Dodatečné materiály: profil 265, podložka 16 mm, tavná lepidla, termopást, šrouby. Za prvé, v trubce 3 jsou vrtány otvory v 8 mm, pak v profilu - 3,8 mm - pro další fixaci šrouby. Tavným lepidlem přilepte světelný zdroj do potrubí, pokud jde o základnu, aplikujte termoplast v místech lepených částí. Pomocí šroubů a lisovacích podložek sestavte celou konstrukci.
Aby bylo připojení silné, svítí LED po nanesení lepidla na čtyři hodiny bez těžkého zatížení.
Obr.7 Profilová trubka pro radiátor
Při výběru radiátoru pro světelnou diodu je třeba zvážit typ materiálu, ze kterého je složen a jeho oblast. Nesprávně zvolený radiátor výrazně sníží životnost LED a v některých případech dokonce úplněvyřadte ho z prvních hodin práce.
