Kjøleribbefor LED
Med den kontinuerlige utviklingen av LED-teknologi har LED-belysningsprodukter fått mer og mer oppmerksomhet.
Sammenlignet med tradisjonelle lyskilder er LED-lyskilder solid-state kaldlyslamper, som har fordelene med lang levetid, høy lyseffekt, ingen stråling, mindre strømforbruk, god støt- og vibrasjonsmotstand og høyere sikkerhet. I dag, når grønn belysning generelt er forfektet over hele verden, har LED blitt mye foretrukket som en ny grønn lyskilde.
Imidlertid er LED-belysningsprodukter utsatt for overoppheting under bruk, spesielt noen høyeffekts LED-belysningsprodukter har alvorlige varmeproblemer. LED er høytemperaturfølsomme komponenter. Hvis de genererer mye varme og temperaturen er for høy, vil det direkte påvirke lyseffekten, lysets fargetemperatur osv. Og til og med ha en alvorlig innvirkning på normal bruk av LED-belysningsprodukter.
01 Effekten av høy temperatur på ytelsen til LED-belysningsprodukter
Varmespredning er en viktig ytelse som LED-belysningsprodukter må ha. I det virkelige liv brukes LED-belysningsprodukter ofte i forskjellige miljøer, noe som også har stor innvirkning på effektiviteten til LED-belysningsprodukter. For å forbedre varmeavledningsevnen til LED-belysningsprodukter, er det nødvendig å studere effekten av høy temperatur på ytelsen til LED-belysningsprodukter.
1.1 Høy temperatur forårsaker permanent skade på lysdioder
Med tanke på arbeidsegenskapene til LED-en, hvis arbeidstemperaturen er høyere enn den maksimale temperaturen som LED-en kan bære, vil lyseffekten til LED-en synke raskt, og det vil dannes et sterkt lysforfall, noe som vil føre til skade på LED-en. Lysdioder er for det meste innkapslet med transparent polysulfon/epoksyharpiks. Hvis pyrolysetemperaturen er høyere enn overgangstemperaturen til faststoffinnholdet (vanligvis 15 grader), vil forseglingsmaterialet forvandles til en kolloidal tilstand, og den termiske ekspansjonskoeffisienten vil stige kraftig, noe som vil føre til at LED-en av åpen krets og skader.
1.2 Høy temperatur vil forkorte levetiden til LED
Ulike merker av lysdioder har forskjellige lysforfallsegenskaper. LED-produsenter gir generelt standard lysforfallskurver som grunnlag for valg av LED-produkter. Levetiden til en LED er nært knyttet til lysnedgangen. Jo lenger den brukes, desto lavere vil lysstyrken til LED være til den til slutt slukker. Generelt er levetiden til LED-en definert som tiden da lysstrømmen til LED-en avtar med 30 %. Høy temperatur vil føre til nedbrytning av LED-lys og forkorte levetiden til LED.
(1) Defektene som eksisterer i LED-brikken vil ekspandere raskt ved høy omgivelsestemperatur til de invaderer det lysemitterende området, noe som resulterer i et stort antall ikke-strålende rekombinasjonssentre, noe som i stor grad påvirker lyseffektiviteten til LED. I et miljø med høy varme vil mikrodefekter i materialet og hurtigspredende urenheter fra grensesnittet og brettet også bli introdusert i det lysemitterende området, og danner et stort antall dype energinivåer, og akselererer dermed lysnedbrytningen av LED-enheten.
(2) Når temperaturen er høy, vil det gjennomsiktige ledende epoksyharpiksmaterialet denaturere og gulne, noe som vil alvorlig skade lysoverføringsytelsen.
(3) Lysnedbrytningen av fosfor er også en viktig faktor som påvirker lysnedgangen til LED, og forfallet av fosfor ved høye temperaturer er veldig sterk.
1.3 Høy temperatur vil påvirke lyseffekten til LED
Noen parametere for LED-bestanddelene vil endre seg med omgivelsestemperaturen, noe som vil forårsake endringer i parameterne til LED-enheten og direkte påvirke lyseffekten til LED. Generelt er prosessen med å redusere lysstrømmen med økende temperatur reversibel. Når omgivelsestemperaturen går tilbake til utgangstemperaturen, vil lysstrømmen ha en gjenvinningsøkning. Dette er fordi når temperaturen går tilbake til den opprinnelige tilstanden, endres ikke de interne parametrene til LED-elementet lenger, og lyseffekten til LED-en kan gå tilbake til den opprinnelige tilstandsverdien. Lysstrømmen til en LED er delt inn i kalde lumen og varme lumen, som representerer lyseffekten til LED ved henholdsvis romtemperatur og en omgivelsestemperatur.
De spesifikke årsakene til at høy temperatur påvirker lyseffekten til LED er som følger:
(1) Når omgivelsestemperaturen øker, vil konsentrasjonen av elektroner og hull i LED-belysningsprodukter øke, men elektronmobiliteten vil reduseres på grunn av reduksjonen av den forbudte båndbredden.
(2) Når omgivelsestemperaturen øker, vil sannsynligheten for rekombinasjon av elektronene i den potensielle brønnen og strålingen i hullene bli sterkt redusert, og danne ikke-strålende rekombinasjon, og dermed redusere den interne kvanteeffektiviteten til LED.
(3) Økningen av omgivelsestemperaturen vil flytte den blå lystoppen til LED-en til langbølgeretningen, noe som resulterer i misforhold mellom emisjonsbølgelengden til LED-en og eksitasjonsbølgelengden til fosforet, noe som resulterer i en reduksjon i ekstraksjonseffektiviteten til det eksterne lyset av LED.
(4) Når omgivelsestemperaturen øker, reduseres kvanteeffektiviteten til fosforet og lyseffekten reduseres.
(5) Ytelsen til silikagel er sterkt påvirket av temperaturen. Når arbeidstemperaturen øker, øker den termiske spenningen inne i silikagelen, og brytningsindeksen til silikagelen reduseres, noe som direkte påvirker lyseffektiviteten til LED.
02 Problemer med varmespredning av LED-belysningsprodukter
LED-belysningsprodukter har generelt problemer med varmeavledning. I motsetning til dette, selv om glødelamper og lysrør har store effekttap, kan disse lampene bestråles direkte av ultrafiolett lys, og varmekilden til lyskilden er veldig liten. I energien som forbrukes av LED-belysningsprodukter, i tillegg til delen omdannet til synlige lyskilder, omdannes andre energikilder til varme.
I tillegg gjør den lille størrelsen på LED-pakken det vanskelig å spre varme ved konveksjon og stråling, og dermed akkumulere en stor mengde varme.
2.1 Termisk ekspansjon forårsaker bøyning og oppsprekking av deler
LED-belysningsprodukter er sammensatt av mange deler, og materialene til forskjellige deler er forskjellige, og omfanget av termisk utvidelse og sammentrekning er også forskjellig. Under termisk ekspansjon vil komponentmaterialer bøye seg og sprekke, noe som resulterer i dårlig varmeavledning av produktet og alvorlig redusere brukseffektiviteten til LED-produkter.
2.2 Operasjonelle hindringer for elektroniske kretser
Hvis arbeidstemperaturen til lederkomponentene øker, vil impedansen til strømforsyningen reduseres, og det er lett å gå inn i en ond sirkel med "temperaturøkning - impedansreduksjon - spenningsøkning - termisk forbedring - temperaturøkning", og til og med brenne ut .
2.3 Høy temperatur fører til forringelse av materialkvaliteten
Generelt sett er metallmaterialene som brukes i LED-belysningsprodukter lett å oksidere, og jo høyere temperatur, desto raskere oksidasjonshastighet. Høytemperaturoksidasjon kan forkorte levetiden til LED-belysningsprodukter.
03 Påvirkningsfaktorer for varmeavledningsytelsen til LED-belysningsprodukter
3.1 Påvirkning av vindretning på varmeavledningsytelsen til LED-belysningsprodukter
Forskerne utførte eksperimenter på effekten av vindretning på varmespredningen til LED-belysningsprodukter. Generelt sett, i det virkelige simuleringsmiljøet, er det tre typer vindretninger: horisontal høyre, vertikal oppover og vertikal nedover, og maksimal vindhastighet vil ikke overstige 1,50 m/s. Under forsøket er det nødvendig å sikre at LED-belysningsproduktene som brukes av forskjellige grupper er nøyaktig like, bortsett fra de forskjellige vindretningene, må alle andre variabler forbli uendret. Under eksperimentet, vær oppmerksom på å måle temperaturen på LED-belysningsproduktet og beregne varmespredningshastigheten til LED-belysningsproduktet under forskjellige vinder. Gjennom eksperimenter er det funnet at i prosessen med varmespredning av LED-belysningsprodukter, er det sterkt påvirket av vertikal vind. Dette er hovedsakelig fordi den vertikale nedadgående vindretningen er motsatt av den naturlige luftkonveksjonsretningen, som endrer maksimaltemperaturen til LED-belysningsprodukter.
3.2 Påvirkning av vindhastighet på varmeavledningsytelsen til LED-belysningsprodukter
For å forstå effekten av vindhastighet på varmeavledningsytelsen til LED-belysningsprodukter, utførte forskerne også eksperimenter. I forsøket er det nødvendig å sørge for at det ytre miljøet er konsistent, og deretter gradvis øke vindhastigheten. Når vindretningen er vertikalt nedover og vindhastigheten er liten, er maksimal temperatur på LED-belysningsproduktet høyere; etter hvert som vindhastigheten øker, vil temperaturen på LED-belysningsproduktet gradvis synke.
04 Varmespredningsoptimalisering mottiltak for LED-belysningsprodukter
Ved utforming av varmeavledningsstrukturen til LED-belysningsprodukter, jo færre antall strukturelle lag, jo tynnere tykkelse på laget, jo større volum av laget, jo større varmeledningsevne til materialet, og jo bedre varmeavledning. . I tillegg må formen på lampen velge en rektangulær blokk eller en ring. Varmeavledningsdesignet til LED-belysningsprodukter må følge designprinsippet for passive kjøleribber og aktive kjøleribber som et supplement, og minimere eller eliminere aktive varmeavledningsmetoder.
4.1 Rimelig utvalg av kjøleribbe
Ved emballering av LED-er er det ingen direkte forbindelse til kjøleribber eller elektriske vifter, og strømkretskortene til LED genererer mye varme, noe som gjør kjøling og varmeavledning av LED-belysningsprodukter til et svært vanskelig problem. I denne forbindelse kreves et rimelig utvalg av kjøleribber. Kjøleribben kan utvide det gjensidige kontaktområdet mellom overflaten til LED-belysningsproduktet og inneluften, og dermed forbedre kjøle- og varmeavledningseffektiviteten til LED-belysningsproduktet.
4.1.1 Valg av finner
Vanligvis er den ytre overflaten av kjøleribben maskinert til finner. Det finnes mange typer finner, og antall, plassering, spesifikasjon, helningsvinkel og tykkelse på finnene må velges nøye etter behov. I tillegg til den vanlige lineære formen, har finnene også bølgete, spiralformede, avlange og frustumformede former. Produksjonsformålet med hver form er å lette innendørs luftkonveksjon, spyling av regnvann osv. for å oppnå best mulig varmeavledningseffekt. .
Produsenter bruker hovedsakelig sintring og rillede produksjonsmetoder for å produsere kjøleribber. Sintrede varmerør med samme spesifikasjon har samme ytelse som rillede varmerør. Blant dem, når varmerøret er sintret, vil en stor mengde kobberpulver brukes som fyllstoff, noe som resulterer i en liten kapillærdiameter på varmerøret og en liten penetrasjonskraft. Når bredden på det sintrede varmerøret øker, vil varmeledningseffekten til varmerøret bli svekket. Derfor er det nødvendig å velge passende finner og varmerør for bruk. For eksempel, som en veldig typisk LED-belysningsenhet, brukes varmespredningsmetoder som varmerør pluss finner, dampkammervarmerør pluss finner, etc. ved bruk av LED-gatelys for å forbedre varmeavledningseffektiviteten til gatelysene.
4.1.2 Materialvalg
Blant materialene i kjøleribben er den termiske ledningsevnen til kobber bedre enn for aluminium, men varmeavledningshastigheten til kobber er langsommere enn for aluminium. Derfor kan en ny kobber-aluminium kompositt kjøleribbe brukes ved å kombinere fordelene med kobber og aluminium. I kobber-aluminium-komposittkjøleribben kan kobber raskt bringe den høye varmen som genereres av LED-en til aluminiumet, og deretter spres den høye varmen av aluminiumslegeringsfinnene, og dermed forbedre varmeavledningseffektiviteten.
4.1.3 Valg av kjøleribberør
Kjøleribben er en viktig del av kjøleribben. Når varmeenden av kjøleribben akkurat er oppvarmet, vil vannet nær rørveggen øyeblikkelig fordampe og danne en stor mengde vanndamp, noe som øker trykket i denne delen. Vanndampen vil bevege seg til kjøleenden drevet av vanntrykket. Når dampstrømmen når kjøleenden, kondenserer den til flytende tilstand, frigjør en stor mengde varmeenergi, og når deretter transpirasjonsvarmeenden gjennom kapillærkraft for å fullføre en syklus.
For enkelte LED-belysningsprodukter med høyt energiforbruk og høye krav til kjøleribber, kan metallvarmerør velges som kjøleribberør. LED-belysningsprodukter vil generere mye varme under arbeid, og når varmen overføres inne i LED-belysningsproduktene, vil den bli direkte overført til metallvarmerøret gjennom kjøleribben. Fordi metallvarmerøret er oppvarmet, går ingen varme tapt under varmeoverføring. Varmeenergi kan genereres inne i kondensasjonsseksjonen til varmerøret, og varmeenergien kan transporteres til innsiden av varmerøret og gradvis overføres til metallmaterialet som sprer arket gjennom varmeledningseffekten. Varmeenergien kan spres fra det metalliske materialet som sprer arket gjennom den naturlige termiske forplantningsprosessen til det sprede arket og den omgivende kjøleluften.
4.2 Rimelig utforming av radiator
I selve radiatordesignen er kombinasjonen av ekstern radiator og lampehus og kombinasjonen av innebygd radiator og temperaturkontrollert vifte generelt tatt i bruk. Varmen som genereres av LED-enheten kan flyttes til det integrerte kretskortet gjennom de forseglede ledningene, og deretter spres gjennom kjøleribben; varmeenergien som genereres av strømkretskortet kan spres direkte til utsiden gjennom kjøleribben gjennom luften og fyllmaterialer rundt det integrerte kretskortet. For å eliminere faktorene som påvirker varmeoverføringseffektiviteten i varmeoverføringsbanen, kan et materiale med bedre termisk ledningsevne brukes i varmeoverføringsbanen, tverrsnittsvolumet til banen kan økes, eller et varmeledende smøremiddel kan påføres, slik at det ikke er hull i leddene til produktene. Hvis kjøleribbene ikke klarer å lede varmen til utsiden, kan det bygge seg mye varme inne i LED-enheten. I denne forbindelse er det nødvendig å iverksette tiltak for å optimalisere overflatestrukturen til kjølefinnene. En typisk metode er å installere flere finner på overflaten for å øke varmespredningsområdet til radiatoren.
4.3 Velg pakkeprosessen i henhold til den faktiske situasjonen
Den interne varmen som genereres av LED-en kan overføres til metallkretskortet gjennom limlaget, og deretter overføres fra kretskortet til kjøleribben gjennom limlaget, og deretter utstråles til omgivelsene. Forseglingsprosessen, bindematerialet og substratmaterialet er nøkkelpunktene i LED-varmeavledningsdesign. Varmeenergien generert av LED-en må overføres til Si-substratet gjennom forbindelseslaget, og deretter overføres til metallstøttebasen gjennom Si-substratet og bindematerialet. Strukturen må ha gode elektriske og termiske egenskaper.
4.4 Velg riktig bindemateriale
For å forbedre varmeavledningskapasiteten til LED-belysningsprodukter, er det nødvendig å velge passende bindematerialer og gjøre en god jobb i den grunnleggende utformingen av LED-belysningsprodukter. Generelt sett vil LED-belysningsprodukter bruke selvklebende materialer, og limmaterialene vil bli påvirket av den ytre temperaturen og fuktigheten. Med den kontinuerlige utviklingen av vitenskap og teknologi har folk også forbedret vedheftsmaterialene. Når du designer LED-belysningsprodukter, kan du velge passende bindematerialer i henhold til den faktiske situasjonen til belysningsproduktene, forbedre den termiske ledningsevnen og den elektriske ledningsevnen til bindematerialene, forenkle dens interne struktur og forbedre varmeavledningskapasiteten til LED-belysningsprodukter.
05 Konklusjon
Med utviklingen av vitenskap og teknologi, for å løse problemet med varmespredning av LED-belysningsprodukter, er det nødvendig å velge passende byggematerialer som metallvarmerør i henhold til den faktiske situasjonen. Når du bruker LED-belysningsprodukter, bør brukere ikke bare være oppmerksomme på produktenes varmeavledningsytelse, men også ta hensyn til påvirkningen av miljøfaktorer på varmespredningen til LED-belysningsprodukter.
Populære tags: aluminium kjøleribber for led-belysning, Kina, leverandører, produsenter, fabrikk, tilpasset, gratis prøve, laget i Kina
