Kølepladetil LED
Med den kontinuerlige udvikling af LED-teknologi har LED-belysningsprodukter fået mere og mere opmærksomhed.
Sammenlignet med traditionelle belysningskilder er LED-lyskilder solid-state koldlyslamper, som har fordelene ved lang levetid, høj lyseffektivitet, ingen stråling, mindre strømforbrug, god stød- og vibrationsbestandighed og højere sikkerhed. I dag, hvor grøn belysning generelt er anbefalet over hele verden, er LED blevet populært som en ny grøn belysningskilde.
LED-belysningsprodukter er dog tilbøjelige til at overophedes under brug, især nogle højeffekt LED-belysningsprodukter har alvorlige varmeproblemer. LED'er er højtemperaturfølsomme komponenter. Hvis de genererer meget varme, og temperaturen er for høj, vil det direkte påvirke lyseffekten, lysets farvetemperatur osv. Og endda have en alvorlig indvirkning på den normale brug af LED-belysningsprodukter.
01 Effekten af høj temperatur på ydeevnen af LED-belysningsprodukter
Varmeafledning er en vigtig ydeevne, som LED-belysningsprodukter skal have. I det virkelige liv bruges LED-belysningsprodukter ofte i forskellige miljøer, hvilket også har stor indflydelse på effektiviteten af LED-belysningsprodukter. For at forbedre varmeafledningsevnen for LED-belysningsprodukter er det nødvendigt at studere effekten af høj temperatur på ydeevnen af LED-belysningsprodukter.
1.1 Høj temperatur forårsager permanent skade på LED'er
I betragtning af LED'ens arbejdsegenskaber, hvis arbejdstemperaturen er højere end den maksimale temperatur, som LED'en kan bære, vil LED'ens lyseffekt falde hurtigt, og der dannes et stærkt lyshenfald, hvilket vil føre til skade på LED'en. LED'er er for det meste indkapslet med transparent polysulfon/epoxyharpiks. Hvis pyrolysetemperaturen er højere end overgangstemperaturen for det faste indhold (normalt 15 grader), vil tætningsmaterialet omdannes til en kolloid tilstand, og den termiske ekspansionskoefficient vil stige kraftigt, hvilket vil forårsage lysdioden for åbent kredsløb og beskadigelse.
1.2 Høj temperatur vil forkorte LED'ens levetid
Forskellige mærker af LED'er har forskellige lyshenfaldskarakteristika. LED-producenter leverer generelt standard lysfaldskurver som grundlag for valg af LED-produkter. Levetiden for en LED er tæt forbundet med dens lyshenfald. Jo længere den bruges, jo lavere vil lysstyrken på LED være, indtil den endelig slukker. Generelt defineres LED'ens levetid som det tidspunkt, hvor LED'ens lysstrøm falder med 30 %. Høj temperatur vil forårsage LED-lys henfald og forkorte levetiden for LED.
(1) Defekterne i LED-chippen vil udvide sig hurtigt ved høj omgivelsestemperatur, indtil de invaderer det lysemitterende område, hvilket resulterer i et stort antal ikke-strålende rekombinationscentre, hvilket i høj grad påvirker LED'ens lyseffektivitet. I et miljø med høj varme vil mikrodefekter i materialet og hurtigt sprede urenheder fra grænsefladen og pladen også blive introduceret i det lysemitterende område, hvilket danner et stort antal dybe energiniveauer, og derved accelererer lysnedbrydningen af LED-enheden.
(2) Når temperaturen er høj, vil det gennemsigtige ledende epoxyharpiksmateriale denaturere og blive gult, hvilket vil alvorligt skade dets lystransmissionsydelse.
(3) Lyshenfaldet af fosfor er også en væsentlig faktor, der påvirker lyshenfaldet af LED'er, og henfaldet af fosfor ved høje temperaturer er meget stærkt.
1.3 Høj temperatur vil påvirke lyseffekten af LED
Nogle parametre i LED-bestanddelene vil ændre sig med omgivelsestemperaturen, hvilket vil forårsage ændringer i LED-enhedens parametre og direkte påvirke LED'ens lysoutput. Generelt er processen med at reducere lysstrømmen med stigende temperatur reversibel. Når den omgivende temperatur vender tilbage til den oprindelige temperatur, vil lysstrømmen få en genvindingsstigning. Dette skyldes, at når temperaturen vender tilbage til den oprindelige tilstand, ændres de interne parametre for LED-elementet ikke længere, og lysudgangen fra LED'en kan vende tilbage til den oprindelige tilstandsværdi. En LEDs lysstrøm er opdelt i kolde lumen og varme lumen, som repræsenterer lysudbyttet af LED'en ved henholdsvis stuetemperatur og en omgivende temperatur.
De specifikke årsager til, at høj temperatur påvirker lyseffekten af LED'er, er som følger:
(1) Når den omgivende temperatur stiger, vil koncentrationen af elektroner og huller i LED-belysningsprodukter stige, men elektronmobiliteten vil falde på grund af reduktionen af den forbudte båndbredde.
(2) Når den omgivende temperatur stiger, vil sandsynligheden for rekombination af elektronerne i potentialbrønden og strålingen i hullerne blive stærkt reduceret, hvilket danner ikke-strålingsrekombination, hvorved LED'ens interne kvanteeffektivitet reduceres.
(3) Stigningen af den omgivende temperatur vil flytte den blå lysspids af LED'en til langbølgeretningen, hvilket resulterer i misforholdet mellem LED'ens emissionsbølgelængde og phosphorens excitationsbølgelængde, hvilket resulterer i et fald i udsugningseffektivitet af det eksterne lys af LED'en.
(4) Når den omgivende temperatur stiger, falder fosforens kvanteeffektivitet, og lysoutputtet falder.
(5) Ydeevnen af silicagel er stærkt påvirket af temperaturen. Når arbejdstemperaturen stiger, stiger den termiske spænding inde i silicagelen, og brydningsindekset for silicagelen falder, hvilket direkte påvirker lyseffektiviteten af LED'en.
02 Problemer med varmeafledning af LED-belysningsprodukter
LED-belysningsprodukter har generelt varmeafledningsproblemer. I modsætning hertil, selvom glødelamper og lysstofrør har store strømtab, kan disse lamper bestråles direkte af ultraviolet lys, og lyskildens varmekilde er meget lille. I den energi, der forbruges af LED-belysningsprodukter, bliver andre energikilder ud over den del, der er omdannet til synlige lyskilder, omdannet til varme.
Derudover gør LED-pakkens lille størrelse det vanskeligt at sprede varme ved konvektion og stråling og dermed akkumulere en stor mængde varme.
2.1 Termisk ekspansion forårsager bøjning og revner i dele
LED-belysningsprodukter er sammensat af mange dele, og materialerne i forskellige dele er forskellige, og omfanget af termisk udvidelse og sammentrækning er også forskelligt. Under termisk ekspansion vil komponentmaterialer bøje og revne, hvilket resulterer i dårlig produktvarmeafledning og alvorligt reducerer brugseffektiviteten af LED-produkter.
2.2 Driftshindringer for elektroniske kredsløb
Hvis arbejdstemperaturen af lederkomponenterne stiger, vil impedansen af strømforsyningen falde, og det er let at komme ind i en ond cirkel med "temperaturstigning - impedansreduktion - spændingsstigning - termisk forbedring - temperaturstigning", og endda brænde ud .
2.3 Høj temperatur fører til forringelse af materialekvaliteten
Generelt er metalmaterialerne, der bruges i LED-belysningsprodukter, nemme at oxidere, og jo højere temperatur, jo hurtigere er oxidationshastigheden. Oxidation ved høj temperatur kan forkorte levetiden for LED-belysningsprodukter.
03 Påvirkningsfaktorer for varmeafledningsevnen for LED-belysningsprodukter
3.1 Vindretningens indflydelse på varmeafledningsevnen for LED-belysningsprodukter
Forskerne udførte eksperimenter med vindretningens effekt på varmeafledningen af LED-belysningsprodukter. Generelt er der i simuleringsmiljøet i den virkelige verden tre typer vindretninger: vandret højre, lodret opad og lodret nedad, og den maksimale vindhastighed vil ikke overstige 1,50 m/s. Under forsøget er det nødvendigt at sikre, at de LED-belysningsprodukter, der bruges af forskellige grupper, er nøjagtig ens, bortset fra de forskellige vindretninger, skal alle andre variabler forblive uændrede. Under eksperimentet skal du være opmærksom på at måle temperaturen på LED-belysningsproduktet og beregne LED-belysningsproduktets varmeafledningshastighed under forskellige vinde. Gennem eksperimenter viser det sig, at i processen med varmeafledning af LED-belysningsprodukter er det stærkt påvirket af lodret vind. Dette skyldes hovedsageligt, at den lodrette nedadgående vindretning er modsat den naturlige luftkonvektionsretning, hvilket ændrer den maksimale temperatur på LED-belysningsprodukter.
3.2 Vindhastighedens indflydelse på varmeafledningsevnen for LED-belysningsprodukter
For at forstå effekten af vindhastighed på varmeafledningsevnen af LED-belysningsprodukter, udførte forskerne også eksperimenter. I forsøget er det nødvendigt at sikre, at det ydre miljø er konsistent, og derefter gradvist øge vindhastigheden. Når vindretningen er lodret nedad, og vindhastigheden er lille, er den maksimale temperatur på LED-belysningsproduktet højere; efterhånden som vindhastigheden stiger, vil temperaturen på LED-belysningsproduktet gradvist falde.
04 Modforanstaltninger til optimering af varmeafledning til LED-belysningsprodukter
Ved design af varmeafledningsstrukturen af LED-belysningsprodukter, jo færre antal strukturelle lag, jo tyndere er lagets tykkelse, jo større volumen af laget, jo større er materialets varmeledningsevne, og jo bedre varmeafledning. . Derudover skal lampens form vælge en rektangulær blok eller en ring. Varmeafledningsdesignet af LED-belysningsprodukter skal følge designprincippet for passive køleplader og aktive køleplader som et supplement, og minimere eller eliminere aktive varmeafledningsmetoder.
4.1 Rimeligt udvalg af køleplade
Ved emballering af LED'er er der ingen direkte forbindelse til køleplader eller elektriske blæsere, og strømkredsløbene på LED'er genererer meget varme, hvilket gør afkøling og varmeafledning af LED-belysningsprodukter til et meget vanskeligt problem. I denne henseende kræves et rimeligt udvalg af køleplader. Kølepladen kan udvide det gensidige kontaktområde mellem overfladen af LED-belysningsproduktet og indendørsluften og derved forbedre køle- og varmeafledningseffektiviteten af LED-belysningsproduktet.
4.1.1 Valg af finner
Typisk er den ydre overflade af kølepladen bearbejdet til finner. Der findes mange typer finner, og lamellernes antal, position, specifikation, hældningsvinkel og tykkelse skal nøje udvælges efter behov. Udover den almindelige lineære form har finnerne også bølgede, spiralformede, aflange og stumformede former. Fremstillingsformålet med hver form er at lette indendørs luftkonvektion, skylning af regnvand osv. for at opnå den bedste varmeafledningseffekt. .
Producenter bruger hovedsageligt sintring og rillede produktionsmetoder til at producere køleplader. Sintrede varmerør med samme specifikation har samme ydeevne som rillede varmerør. Blandt dem, når varmerøret er sintret, vil en stor mængde kobberpulver blive brugt som fyldstof, hvilket resulterer i en lille kapillardiameter af varmerøret og en lille penetrationskraft. Når bredden af det sintrede varmerør øges, vil varmeledningseffekten af varmerøret blive svækket. Derfor er det nødvendigt at vælge de passende finner og varmerør til brug. For eksempel, som en meget typisk LED-belysningsenhed, anvendes varmeafledningsmetoder såsom varmerør plus finner, dampkammervarmerør plus finner osv. i brugen af LED-gadebelysning for at forbedre gadebelysningens varmeafledningseffektivitet.
4.1.2 Materialevalg
Blandt materialerne i kølepladen er kobbers varmeledningsevne bedre end aluminiums, men kobbers varmeafledningshastighed er langsommere end aluminiums. Derfor kan en ny kobber-aluminium komposit køleplade bruges ved at kombinere fordelene ved kobber og aluminium. I kobber-aluminium-kompositkølepladen kan kobber hurtigt bringe den høje varme, der genereres af LED'en, til aluminiumet, og derefter spredes den høje varme af aluminiumslegeringsfinnerne, hvorved varmeafledningseffektiviteten forbedres.
4.1.3 Valg af kølepladerør
Kølepladerøret er en vigtig del af kølepladen. Når varmeenden af kølepladen netop er opvarmet, vil vandet nær rørvæggen øjeblikkeligt fordampe og danne en stor mængde vanddamp, hvilket øger trykket i denne del. Vanddampen vil bevæge sig til køleenden drevet af vandtrykket. Når dampstrømmen når køleenden, kondenserer den til en flydende tilstand, frigiver en stor mængde varmeenergi og når derefter transpirationsvarmeenden gennem kapillarkraft for at fuldføre en cyklus.
Til nogle LED-belysningsprodukter med højt energiforbrug og høje krav til køleplader kan metalvarmerør vælges som kølepladerør. LED-belysningsprodukter vil generere meget varme, når de arbejder, og når varmen overføres inde i LED-belysningsprodukterne, vil den blive direkte overført til metalvarmerøret gennem kølepladen. Fordi metalvarmerøret opvarmes, går der ingen varme tabt under varmeoverførsel. Varmeenergi kan genereres inde i kondensationssektionen af varmerøret, og varmeenergien kan transporteres til indersiden af varmerøret og gradvist overføres til metalmaterialets dispergeringsplade gennem varmeledningseffekten. Varmeenergien kan spredes fra metalmaterialets dispergeringsplade gennem den naturlige termiske udbredelsesproces af dispergeringsarket og den omgivende køleluft.
4.2 Rimelig design af radiator
I selve radiatordesignet anvendes generelt kombinationen af ekstern radiator og lampehus og kombinationen af indbygget radiator og temperaturstyret ventilator. Varmen genereret af LED-enheden kan flyttes til det integrerede kredsløbskort gennem de forseglede ledninger og derefter spredes gennem kølepladen; varmeenergien, der genereres af strømkredsløbet, kan spredes direkte til ydersiden gennem kølepladen gennem luften og fyldmaterialer omkring det integrerede kredsløb. For at eliminere de faktorer, der påvirker varmeoverførselseffektiviteten i varmeoverførselsvejen, kan et materiale med bedre termisk ledningsevne anvendes i varmeoverførselsvejen, tværsnitsvolumenet af banen kan øges, eller et termisk ledende smøremiddel kan påføres, så der ikke opstår huller i produkternes samlinger. Hvis køleribberne ikke er i stand til at lede varmen til ydersiden, kan der opbygges meget varme inde i LED-enheden. I denne forbindelse er det nødvendigt at træffe foranstaltninger for at optimere overfladestrukturen af køleribberne. En typisk metode er at installere flere finner på overfladen for at øge radiatorens varmeafledningsareal.
4.3 Vælg emballeringsprocessen i henhold til den faktiske situation
Den interne varme, der genereres af LED'en, kan overføres til metalkredsløbet gennem det klæbende lag og derefter overføres fra kredsløbskortet til kølepladen gennem det klæbende lag og derefter udstråles til det omgivende miljø. Forseglingsprocessen, bindingsmaterialet og substratmaterialet er nøglepunkterne i LED-varmeafledningsdesign. Varmeenergien, der genereres af LED'en, skal overføres til Si-substratet gennem forbindelseslaget og derefter overføres til metalunderstøtningsbasen gennem Si-substratet og bindematerialet. Strukturen skal have gode elektriske og termiske egenskaber.
4.4 Vælg det rigtige limmateriale
For at forbedre varmeafledningskapaciteten af LED-belysningsprodukter er det nødvendigt at vælge passende bindematerialer og gøre et godt stykke arbejde i det grundlæggende design af LED-belysningsprodukter. Generelt vil LED-belysningsprodukter bruge klæbende materialer, og de klæbende materialer vil blive påvirket af den ydre temperatur og fugtighed. Med den kontinuerlige udvikling af videnskab og teknologi har folk også forbedret klæbematerialerne. Når du designer LED-belysningsprodukter, kan du vælge passende bindingsmaterialer i henhold til belysningsprodukternes faktiske situation, forbedre den termiske ledningsevne og elektriske ledningsevne af bindingsmaterialerne, forenkle dens interne struktur og forbedre varmeafledningskapaciteten af LED-belysningsprodukter.
05 Konklusion
Med udviklingen af videnskab og teknologi, for at løse problemet med varmeafledning af LED-belysningsprodukter, er det nødvendigt at vælge passende byggematerialer såsom metalvarmerør i henhold til den faktiske situation. Når du bruger LED-belysningsprodukter, skal brugerne ikke kun være opmærksomme på produkternes varmeafledningsydelse, men også være opmærksomme på miljøfaktorernes indflydelse på LED-belysningsprodukternes varmeafledning.
Populære tags: aluminium skivefinner heatsinks til led belysning, Kina, leverandører, producenter, fabrik, tilpasset, gratis prøve, fremstillet i Kina
