Nepārtraukti attīstoties LED tehnoloģijai, LED apgaismojuma izstrādājumi ir saņēmuši arvien lielāku uzmanību.
Salīdzinājumā ar tradicionālajiem apgaismojuma avotiem LED apgaismojuma avoti ir cietvielu aukstās gaismas spuldzes, kuru priekšrocības ir ilgs kalpošanas laiks, augsta gaismas efektivitāte, bez starojuma, mazāks enerģijas patēriņš, laba triecienizturība un vibrācijas izturība un augstāka drošība. Mūsdienās, kad zaļais apgaismojums parasti tiek atbalstīts visā pasaulē, LED ir plaši iecienīts kā jauns zaļā apgaismojuma avots.
Tomēr LED apgaismojuma izstrādājumi lietošanas laikā var pārkarst, jo īpaši dažiem lieljaudas LED apgaismojuma izstrādājumiem ir nopietnas apkures problēmas. Gaismas diodes ir augstas temperatūras jutīgas sastāvdaļas. Ja tie rada daudz siltuma un temperatūra ir pārāk augsta, tas tieši ietekmēs apgaismojuma efektu, gaismas krāsu temperatūru utt. Un pat nopietni ietekmēs LED apgaismojuma produktu normālu lietošanu.
01 Augstas temperatūras ietekme uz LED apgaismojuma izstrādājumu veiktspēju
Siltuma izkliedēšana ir svarīga veiktspēja, kurai jābūt LED apgaismojuma izstrādājumiem. Reālajā dzīvē LED apgaismojuma produkti bieži tiek izmantoti dažādās vidēs, kas arī ļoti ietekmē LED apgaismojuma produktu efektivitāti. Lai uzlabotu LED apgaismojuma produktu siltuma izkliedes spēju, ir nepieciešams izpētīt augstas temperatūras ietekmi uz LED apgaismojuma izstrādājumu veiktspēju.
1.1 Augsta temperatūra rada neatgriezeniskus gaismas diožu bojājumus
Ņemot vērā LED darba raksturlielumus, ja darba temperatūra ir augstāka par maksimālo temperatūru, ko var izturēt LED, gaismas diodes gaismas efektivitāte strauji samazināsies un veidosies spēcīga gaismas samazināšanās, kas novedīs pie gaismas diodes bojājumiem. LED. Gaismas diodes lielākoties ir iekapsulētas ar caurspīdīgiem polisulfona/epoksīda sveķiem. Ja pirolīzes temperatūra ir augstāka par cietās vielas pārejas temperatūru (parasti 15 grādi), blīvējuma materiāls pārveidosies koloidālā stāvoklī, un termiskās izplešanās koeficients strauji palielināsies, kas izraisīs gaismas diodes atvērtu ķēdi un bojājumus.
1.2 Augsta temperatūra saīsinās LED kalpošanas laiku
Dažādu zīmolu gaismas diodēm ir atšķirīgas gaismas samazināšanās īpašības. LED ražotāji parasti nodrošina standarta gaismas samazināšanās līknes kā pamatu LED produktu izvēlei. Gaismas diodes kalpošanas laiks ir cieši saistīts ar tā gaismas samazināšanos. Jo ilgāk tas tiek izmantots, jo mazāks būs gaismas diodes apgaismojums, līdz tā beidzot nodziest. Parasti gaismas diodes kalpošanas laiks tiek definēts kā laiks, kad LED gaismas plūsma samazinās par 30%. Augsta temperatūra izraisīs LED gaismas samazināšanos un saīsinās LED kalpošanas laiku.
(1) LED mikroshēmā esošie defekti strauji paplašināsies augstā apkārtējā temperatūrā, līdz tie iekļūst gaismu izstarojošajā zonā, kā rezultātā izveidosies liels skaits nestarojošu rekombinācijas centru, kas lielā mērā ietekmē LED gaismas efektivitāti. Augsta karstuma vidē materiāla mikrodefekti un ātri izkliedējoši piemaisījumi no saskarnes un plāksnes tiks ievadīti arī gaismu izstarojošajā zonā, veidojot lielu skaitu dziļu enerģijas līmeņu, tādējādi paātrinot gaismas sabrukšanu. LED ierīce.
(2) Ja temperatūra ir augsta, caurspīdīgais vadošais epoksīdsveķu materiāls denaturēsies un kļūs dzeltens, kas nopietni sabojās tā gaismas caurlaidību.
(3) Fosfora gaismas samazināšanās ir arī galvenais faktors, kas ietekmē gaismas diožu gaismas samazināšanos, un fosfora sabrukšana augstā temperatūrā ir ļoti spēcīga.
1.3 Augsta temperatūra ietekmēs LED gaismas efektu
Daži LED sastāvdaļu parametri mainīsies līdz ar apkārtējās vides temperatūru, kas izraisīs izmaiņas LED ierīces parametros un tieši ietekmēs LED gaismas jaudu. Kopumā gaismas plūsmas samazināšanās process, palielinoties temperatūrai, ir atgriezenisks. Kad apkārtējās vides temperatūra atgriežas sākotnējā temperatūrā, gaismas plūsma palielinās. Tas ir tāpēc, ka, temperatūrai atgriežoties sākotnējā stāvoklī, LED elementa iekšējie parametri vairs nemainās, un LED gaismas jauda var atgriezties sākotnējā stāvokļa vērtībā. Gaismas diodes gaismas plūsma ir sadalīta aukstos lūmenos un karstajos lūmenos, kas attiecīgi atspoguļo LED gaismas atdevi istabas temperatūrā un apkārtējās vides temperatūrā.
Konkrēti iemesli, kāpēc augsta temperatūra ietekmē LED gaismas efektu, ir šādi:
(1) Paaugstinoties apkārtējās vides temperatūrai, palielināsies elektronu un caurumu koncentrācija LED apgaismojuma produktos, bet elektronu kustīgums samazināsies, jo tiek samazināts aizliegtās joslas platums.
(2) Paaugstinoties apkārtējai temperatūrai, elektronu rekombinācijas iespējamība potenciāla akā un starojums caurumos tiks ievērojami samazināts, veidojot neradiatīvu rekombināciju, tādējādi samazinot LED iekšējo kvantu efektivitāti.
(3) Apkārtējās vides temperatūras paaugstināšanās pārvietos LED zilās gaismas maksimumu garo viļņu virzienā, kā rezultātā radīsies nesakritība starp gaismas diodes emisijas viļņa garumu un fosfora ierosmes viļņa garumu, kā rezultātā samazināsies gaismas diodes gaismas signāls. ārējās gaismas ekstrakcijas efektivitāte ar LED.
(4) Paaugstinoties apkārtējai temperatūrai, fosfora kvantu efektivitāte samazinās un gaismas atdeve samazinās.
(5) Silikagela darbību lielā mērā ietekmē temperatūra. Palielinoties darba temperatūrai, silikagela iekšpusē palielinās termiskais spriegums un samazinās silikagēla refrakcijas indekss, kas tieši ietekmē LED gaismas efektivitāti.
(alumīnija slēpošanas spuras radiators)
02 LED apgaismojuma produktu siltuma izkliedes problēmas
LED apgaismojuma izstrādājumiem parasti ir siltuma izkliedes problēmas. Turpretim, lai gan kvēlspuldzēm un dienasgaismas spuldzēm ir lieli jaudas zudumi, šīs spuldzes var tieši apstarot ar ultravioleto gaismu, un gaismas avota siltuma avots ir ļoti mazs. LED apgaismojuma izstrādājumu patērētajā enerģijā papildus redzamās gaismas avotos pārvērstajai daļai siltumā tiek pārvērsti citi enerģijas avoti.
Turklāt LED iepakojuma mazais izmērs apgrūtina siltuma izkliedēšanu ar konvekcijas un starojuma palīdzību, tādējādi uzkrājot lielu siltuma daudzumu.
2.1. Termiskā izplešanās izraisa detaļu lieces un plaisāšanu
LED apgaismojuma izstrādājumi sastāv no daudzām daļām, un dažādu detaļu materiāli ir atšķirīgi, un atšķiras arī termiskās izplešanās un kontrakcijas pakāpe. Termiskās izplešanās laikā komponentu materiāli izlocīsies un saplaisās, kā rezultātā produkta siltuma izkliede pasliktinās un ievērojami samazinās LED izstrādājumu lietošanas efektivitāte.
2.2. Elektronisko shēmu darbības šķēršļi
Ja vadītāja komponentu darba temperatūra palielinās, barošanas avota pretestība samazināsies, un ir viegli iekļūt apburtajā lokā "temperatūras paaugstināšanās - pretestības samazināšana - sprieguma paaugstināšanās - termiskā uzlabošana - temperatūras paaugstināšanās" un pat izdegšana. .
2.3. Augsta temperatūra izraisa materiāla kvalitātes pasliktināšanos
Vispārīgi runājot, LED apgaismojuma izstrādājumos izmantotie metāla materiāli ir viegli oksidējami, un jo augstāka temperatūra, jo ātrāks ir oksidācijas ātrums. Augstas temperatūras oksidēšana var saīsināt LED apgaismojuma izstrādājumu kalpošanas laiku.
03 LED apgaismojuma izstrādājumu siltuma izkliedes veiktspējas ietekmējošie faktori
3.1. Vēja virziena ietekme uz LED apgaismojuma produktu siltuma izkliedes veiktspēju
Pētnieki veica eksperimentus par vēja virziena ietekmi uz LED apgaismojuma produktu siltuma izkliedi. Vispārīgi runājot, reālās pasaules simulācijas vidē ir trīs veidu vēja virzieni: horizontāli pa labi, vertikāli uz augšu un vertikāli uz leju, un maksimālais vēja ātrums nepārsniegs 1,50 m/s. Eksperimenta laikā ir jāpārliecinās, ka LED apgaismojuma produkti, ko izmanto dažādas grupas, ir tieši vienādi, izņemot dažādus vēja virzienus, visiem pārējiem mainīgajiem ir jāpaliek nemainīgiem. Eksperimenta laikā pievērsiet uzmanību LED apgaismojuma izstrādājuma temperatūras mērīšanai un aprēķiniet LED apgaismojuma izstrādājuma siltuma izkliedes ātrumu dažādos vējos. Veicot eksperimentus, ir konstatēts, ka LED apgaismojuma produktu siltuma izkliedes procesā to lielā mērā ietekmē vertikālais vējš. Tas galvenokārt ir tāpēc, ka vertikālais lejupvērstais vēja virziens ir pretējs dabiskajam gaisa konvekcijas virzienam, kas maina LED apgaismojuma produktu maksimālo temperatūru.
3.2. Vēja ātruma ietekme uz LED apgaismojuma produktu siltuma izkliedes veiktspēju
Lai izprastu vēja ātruma ietekmi uz LED apgaismojuma produktu siltuma izkliedes veiktspēju, pētnieki veica arī eksperimentus. Eksperimentā ir jānodrošina, lai ārējā vide būtu konsekventa, un pēc tam pakāpeniski jāpalielina vēja ātrums. Kad vēja virziens ir vertikāli uz leju un vēja ātrums ir mazs, LED apgaismojuma izstrādājuma maksimālā temperatūra ir augstāka; pieaugot vēja ātrumam, LED apgaismojuma produkta temperatūra pakāpeniski samazināsies.
04 Siltuma izkliedes optimizācijas pretpasākumi LED apgaismojuma izstrādājumiem
Projektējot LED apgaismojuma izstrādājumu siltuma izkliedes struktūru, jo mazāks ir konstrukcijas slāņu skaits, jo plānāks ir slāņa biezums, jo lielāks ir slāņa tilpums, jo lielāka ir materiāla siltumvadītspēja un labāka siltuma izkliede. . Turklāt luktura formai ir jāizvēlas taisnstūra bloks vai gredzens. LED apgaismojuma izstrādājumu siltuma izkliedes dizainā ir jāievēro pasīvās siltuma izlietnes un aktīvās siltuma izlietnes kā papildinājums, kā arī jāsamazina vai jāizslēdz aktīvās siltuma izkliedes metodes.
4.1 Saprātīga siltuma izlietnes izvēle
Iesaiņojot LED, nav tieša savienojuma ar radiatoriem vai elektriskajiem ventilatoriem, un LED strāvas shēmas plates rada daudz siltuma, kas padara LED apgaismojuma produktu dzesēšanu un siltuma izkliedi par ļoti sarežģītu problēmu. Šajā sakarā ir nepieciešama saprātīga siltuma izlietņu izvēle. Siltuma izlietne var paplašināt savstarpējo saskares laukumu starp LED apgaismojuma izstrādājuma virsmu un iekštelpu gaisu, tādējādi uzlabojot LED apgaismojuma izstrādājuma dzesēšanas un siltuma izkliedes efektivitāti.
4.1.1. Spuru izvēle
Parasti siltuma izlietnes ārējā virsma tiek apstrādāta spurās. Ir daudz veidu spuru, un to skaits, novietojums, specifikācija, slīpuma leņķis un biezums ir rūpīgi jāizvēlas atbilstoši vajadzībām. Papildus parastajai lineārajai formai spurām ir arī viļņotas, spirālveida, iegarenas un frustum formas formas. Katras formas ražošanas mērķis ir atvieglot iekštelpu gaisa konvekciju, lietus ūdens skalošanu utt., lai iegūtu vislabāko siltuma izkliedes efektu. .
Lai ražotu siltuma izlietnes, ražotāji galvenokārt izmanto saķepināšanas un rievotas ražošanas metodes. Tādas pašas specifikācijas saķepinātajām siltuma caurulēm ir tāda pati veiktspēja kā rievotām siltuma caurulēm. Tostarp, kad siltuma caurule tiek saķepināta, liels daudzums vara pulvera tiks izmantots kā pildviela, kā rezultātā siltuma caurules kapilārais diametrs ir mazs un iespiešanās jauda. Palielinoties saķepinātās siltuma caurules platumam, siltuma caurules siltumvadītspējas efekts tiks vājināts. Tāpēc ir nepieciešams izvēlēties atbilstošas spuras un siltuma caurules lietošanai. Piemēram, kā ļoti tipiska LED apgaismojuma ierīce, lai uzlabotu ielu apgaismojuma siltuma izkliedes efektivitāti, LED ielu apgaismojuma izmantošanā tiek izmantotas tādas siltuma izkliedes metodes kā siltuma caurule plus spuras, tvaika kameras siltuma caurule plus spuras utt.
4.1.2 Materiālu izvēle
Starp siltuma izlietnes materiāliem vara siltumvadītspēja ir labāka nekā alumīnija, bet vara siltuma izkliedes ātrums ir lēnāks nekā alumīnija. Tāpēc var izmantot jaunu vara-alumīnija kompozītmateriālu siltuma izlietni, apvienojot vara un alumīnija priekšrocības. Vara-alumīnija kompozītmateriālu siltuma izlietnē varš var ātri pārnest uz alumīniju LED radīto augsto siltumu, un pēc tam lielais siltums tiek izkliedēts ar alumīnija sakausējuma spurām, tādējādi uzlabojot siltuma izkliedes efektivitāti.
4.1.3. Siltuma izlietnes cauruļu izvēle
Siltuma izlietnes caurule ir svarīga siltuma izlietnes daļa. Kad siltuma izlietnes sildīšanas gals ir tikko uzkarsēts, ūdens pie caurules sienas uzreiz iztvaiko, veidojot lielu ūdens tvaiku daudzumu, kas palielina šīs daļas spiedienu. Ūdens tvaiki virzīsies uz dzesēšanas galu, ko virza ūdens spiediens. Kad tvaika plūsma sasniedz dzesēšanas galu, tā kondensējas šķidrā stāvoklī, atbrīvo lielu daudzumu siltumenerģijas un pēc tam caur kapilāru spēku sasniedz transpirācijas sildīšanas galu, lai pabeigtu ciklu.
Dažiem LED apgaismojuma izstrādājumiem ar augstu enerģijas patēriņu un augstām prasībām siltuma izlietnēm metāla siltuma caurules var izvēlēties kā siltuma izlietnes caurules. LED apgaismojuma izstrādājumi, strādājot, radīs daudz siltuma, un, kad siltums tiks pārnests LED apgaismojuma izstrādājumu iekšpusē, tas caur siltuma izlietni tiks tieši pārnests uz metāla siltuma cauruli. Tā kā metāla siltuma caurule tiek uzkarsēta, siltuma pārneses laikā siltums netiek zaudēts. Siltumenerģiju var ģenerēt siltuma caurules kondensācijas sekcijā, un siltumenerģiju var transportēt uz siltuma caurules iekšpusi un pakāpeniski pārnest uz metāla materiāla izkliedēšanas loksni, izmantojot siltuma vadīšanas efektu. Siltumenerģiju var izkliedēt no metāla materiāla izkliedējošās loksnes, izmantojot izkliedējošās loksnes un apkārtējā dzesēšanas gaisa dabiskās termiskās izplatīšanās procesu.
4.2 Radiatora saprātīga konstrukcija
Faktiskajā radiatora konstrukcijā parasti tiek izmantota ārējā radiatora un lampas korpusa kombinācija, kā arī iebūvētā radiatora un temperatūras kontrolēta ventilatora kombinācija. LED ierīces radīto siltumu var pārvietot uz integrēto shēmu plati caur noslēgtiem vadiem un pēc tam izkliedēt caur siltuma izlietni; Strāvas shēmas plates radīto siltumenerģiju var tieši izkliedēt uz ārpusi caur siltuma izlietni caur gaisu un pildījuma materiāliem ap integrēto shēmu plati. Lai novērstu faktorus, kas ietekmē siltuma pārneses efektivitāti siltuma pārneses ceļā, siltuma pārneses ceļā var izmantot materiālu ar labāku siltumvadītspēju, palielināt trases šķērsgriezuma tilpumu vai siltumvadītspējīgu smērvielu. uzklāt, lai izstrādājumu savienojumos nebūtu atstarpes. Ja dzesēšanas spuras nespēj izkliedēt siltumu uz āru, LED ierīces iekšpusē var uzkrāties daudz siltuma. Šajā sakarā ir jāveic pasākumi, lai optimizētu dzesēšanas spuru virsmas struktūru. Tipiska metode ir uzstādīt vairāk ribu uz virsmas, lai palielinātu radiatora siltuma izkliedes laukumu.
4.3 Izvēlieties iepakošanas procesu atbilstoši faktiskajai situācijai
Gaismas diodes radītais iekšējais siltums var tikt pārsūtīts uz metāla shēmas plati caur līmes slāni un pēc tam no shēmas plates uz siltuma izlietni caur līmes slāni un pēc tam izstarots uz apkārtējo vidi. Blīvēšanas process, savienošanas materiāls un substrāta materiāls ir galvenie LED siltuma izkliedes dizaina punkti. Gaismas diodes radītā siltumenerģija caur savienojuma slāni jāpārnes uz Si substrātu un pēc tam caur Si substrātu un savienojošo materiālu jāpārnes uz metāla atbalsta pamatni. Struktūrai jābūt labām elektriskām un termiskām īpašībām.
4.4 Izvēlieties pareizo līmēšanas materiālu
Lai uzlabotu LED apgaismojuma izstrādājumu siltuma izkliedes spēju, ir nepieciešams izvēlēties piemērotus savienošanas materiālus un veikt labu darbu LED apgaismojuma izstrādājumu pamata dizainā. Vispārīgi runājot, LED apgaismojuma izstrādājumos tiks izmantoti līmes materiāli, un līmes materiālus ietekmēs ārējā temperatūra un mitrums. Nepārtraukti attīstoties zinātnei un tehnoloģijām, cilvēki ir uzlabojuši arī adhēzijas materiālus. Izstrādājot LED apgaismojuma izstrādājumus, jūs varat izvēlēties piemērotus savienojošos materiālus atbilstoši apgaismojuma produktu faktiskajai situācijai, uzlabot savienojošo materiālu siltumvadītspēju un elektrovadītspēju, vienkāršot tā iekšējo struktūru un uzlabot LED apgaismojuma izstrādājumu siltuma izkliedes spēju.
05 Secinājums
Attīstoties zinātnei un tehnoloģijai, lai atrisinātu LED apgaismojuma izstrādājumu siltuma izkliedes problēmu, atbilstoši faktiskajai situācijai ir jāizvēlas piemēroti būvmateriāli, piemēram, metāla siltumcaurules. Lietojot LED apgaismojuma izstrādājumus, lietotājiem vajadzētu pievērst uzmanību ne tikai produktu siltuma izkliedes veiktspējai, bet arī pievērst uzmanību vides faktoru ietekmei uz LED apgaismojuma izstrādājumu siltuma izkliedi.
Populāri tagi: alumīnija spārnu radiatori LED apgaismojumam, Ķīna, piegādātāji, ražotāji, rūpnīca, pielāgots, bezmaksas paraugs, izgatavots Ķīnā
