Навіщо світлодіодним ліхтарям потрібні радіатори?
Світлодіоди (LED) — це напівпровідникові пристрої, які перетворюють електричну енергію в світлову енергію, але частина електричної енергії перетворюється в теплову енергію. Температура, при якій теплова енергія передається від світлодіодних кульок до плати друкованої плати, називається температурою переходу, а загасання світла або термін служби світлодіода безпосередньо пов’язаний з температурою його переходу. Якщо тепловіддача погана, температура переходу буде високою, а термін служби буде коротким. Тому лише експортуючи теплову енергію якомога швидше, можна ефективно знизити температуру світлодіодних ламп. Джерело живлення можна захистити від роботи в умовах постійної високої-температури та уникнути передчасного старіння світлодіодного джерела світла через -тривалу-високу температуру роботи.
Як світлодіодні світильники зменшують тепло?
У звичайних умовах існує три шляхи передачі тепла: провідність, конвекція і випромінювання. Провідність означає, що тепло між об’єктами, які безпосередньо контактують, передається від того, що має високу температуру, до того, що має нижчу температуру. Конвекція передає тепло за допомогою потоку рідини, тоді як випромінювання не вимагає ніякого середовища, а нагрівальний об'єкт віддає тепло безпосередньо в навколишній простір.
У практичному застосуванні основним заходом для відведення тепла-потужними світлодіодними освітлювальними приладами є використання радіатора. Тепловідвід передає тепло мікросхеми радіатору через точний контакт з поверхнею чіпа. Радіатор зазвичай являє собою теплопровідник з багатьма ребрами. Його повністю розширена поверхня значно збільшує теплове випромінювання, а циркулююче повітря також може забирати більше теплової енергії.
Подібно до найосновнішого закону Ома в розрахунку ланцюга, розрахунок тепловіддачі має найпростішу формулу
різниця температур=термічний опір * споживання енергії
У випадку тепловідведення опір виділення тепла між радіатором і навколишнім повітрям стає тепловим опором, а величина теплового потоку між радіатором і простором представлена споживаною потужністю мікросхеми. Таким чином, завдяки тепловому опору, коли тепловий потік тече від радіатора до повітря, утворюється певна різниця температур між радіатором і повітрям, подібно до того, як струм, що протікає через опір, створить напругу. Так само між радіатором і поверхнею мікросхеми буде певний термічний опір. Одиницею теплового опору є градус /Вт. При виборі радіатора, крім міркувань механічного розміру, найважливішим параметром є термічний опір радіатора. Чим менше тепловий опір, тим сильніше тепловіддача радіатора.
Нижче наведено приклад розрахунку теплового опору в схемі:
Вимоги до дизайну:
Потужність мікросхеми 18,4 Вт
Максимальна температура поверхні чіпа не може перевищувати 85 градусів
Температура навколишнього середовища (максимум) 45 градусів
Термічний опір між радіатором і мікросхемою становить 0,1 градус/Вт
Обчисліть тепловий опір R необхідного радіатора
(R плюс 0.1)*18w=85 градус -45 градусів, отримати R=2 градус /W
Тільки коли термічний опір вибраного радіатора менше 2 градусів/Вт, ми можемо гарантувати, що температура переходу мікросхеми не перевищить 85 градусів. Звичайно, більш професійно реалізувати точний розрахунок за допомогою обладнання, що ми також використовуємо.
які типи радіаторів?
Окрім швидкого проведення тепла від джерела тепла до появи радіатора, головне в будь-якому радіаторі – випромінювати тепло в навколишнє середовище шляхом конвекції та випромінювання. Теплопровідність стосується лише способу передачі тепла, а тепловіддача є основною функцією радіатора. На функцію радіатора в основному впливають здатність площі тепловідведення, форма та інтенсивність природної конвекції. Теплове випромінювання є лише допоміжною функцією. Оскільки світлодіоди працюють з високою температурою, необхідно використовувати алюмінієві сплави з більш високою теплопровідністю. Як правило, існують штамповані алюмінієві радіатори, радіатори з екструдованого алюмінію, -литі алюмінієві радіатори, радіатори з холодного або термічного кованого алюмінію.
Штампування алюмінієвих радіаторів
У процесі виготовлення металеві ребра штампують, а потім приварюють до основи. Вони зазвичай використовуються в умовах{0}}потужного освітлення. Штампований радіатор має переваги простої автоматизації виробництва та низької вартості. Але найбільший недолік - погана продуктивність.Екструдовані алюмінієві радіатори
Більшість радіаторів виготовляються з екструдованого алюмінію, і цей процес корисний для більшості застосувань. Він недорогий і може легко вказати технічні характеристики. Основним недоліком екструдованих радіаторів є те, що розміри обмежені максимальною шириною видавлення.Алюмінієві радіатори{0}}лиття під тиском
На даний момент це найпоширеніший вибір, з теплопровідністю 70-90 Вт/мК, високою тепловою ефективністю, змінною формою та простою механізацією та автоматизацією. Алюмінієвий радіатор із литого під тиском обмежується більш товстими ребрами, що робить його ідеальним для застосування природної конвекції.Алюмінієві радіатори холодного або термічного кованого
Ковані радіатори виготовляються шляхом стиснення алюмінію або міді і мають багато застосувань. Радіатор може бути холодним або гарячим куванням. Ці вироби мають хорошу теплопровідність, великий вибір матеріалів, хорошу структуру тепловідведення, невеликі розміри та малу вагу. Однак їх виробництво дороге.
Радіатори для виробника освітлення BW
Вибір радіатора залежить від конкретної ситуації виконання кожної частини виробу. Найбільше ми використовуємо радіатори з{0}}литого алюмінію для світлодіодних вуличних ліхтарів, світлодіодних освітлювальних приладів, світлодіодних ліхтарів високого відсіку, прожекторів і настінних світильників. У деяких продуктах сонячного світла використовується-литий алюміній, а в деяких – екструдовані алюмінієві радіатори. Світлодіодні ліхтарі для стадіону мають відносно високу потужність та високі вимоги до тепловіддачі, тому вибирають радіатори холодного{2}}зроблення з алюмінію.
