Hliníkový chladič pro LED diody

Je známo, že životnost LED diod závisí přímo na kvalitě použitého materiálu v polovodiči, stejně jako na poměru proudového zařízení k množství uvolněného tepla. Světelný výkon se postupně snižuje a po uplynutí poloviny původní hodnoty se životnost LED začne klesat. Doba trvání zařízení může být až 100 000 hodin, ale pouze za podmínky, že nebude ovlivněna vysokými teplotami.

Pro chlazení zařízení, která vyrábějí teplo, používají rádiová elektronika zařízení jako je například radiátor pro LED diody. Odstranění tepla z agregátů do atmosféry je dosaženo dvěma způsoby.

První způsob, jak ochladit LED diody

Tato metoda je založena na emisích tepelných vln do atmosféry nebo tepelné konvekce. Metoda se týká vypouštění pasivního chlazení. Část energie vstupuje do atmosféry s infračerveným proudem a část prochází cirkulací ohřátého vzduchu z chladiče.

Mezi technologie pro LED diody je pasivní chladicí okruh nejrozšířenější. Nemá otáčející se mechanismy a nevyžaduje pravidelnou údržbu.

Nevýhody tohoto systému zahrnují potřebu instalace velkého chladiče. Jeho hmotnost je dostatečně velká a cena je vysoká.

Druhá metoda

Říká se tomu turbulentní konvekce. Tato metoda je aktivní. V tomto systému jsou použitelné ventilátory nebo jiné mechanické zařízení, které mohou vytvářet proudy vzduchu.

Aktivní metoda chlazení má vyšší výkon než pasivní metoda. Ale nepříznivé povětrnostní podmínky, přítomnost velkého množství prachu, zejména v otevřeném prostoru, neumožňují instalovat takové schémata všude.

Výroba radiátorů

Při výběru materiálu je třeba dodržovat následující pravidla:

• Indikátor tepelné vodivosti by neměl být menší než 5 - 10 W. Materiály s nižší hodnotou nemohou přenést veškeré teplo, které vzduch pohlcuje.
• Úroveň tepelné vodivosti nad 10 W z technického hlediska bude nadbytečná, což bude znamenat zbytečné náklady na hotovost bez zlepšení účinnosti zařízení.

Pro výrobu radiátorů se zpravidla používá hliník, měď a keramika. Vyrábí zařízení založená na plastu, která rozptýlí teplo.

Hliníkové příslušenství

Nejoblíbenější LED radiátor je vyroben z hliníku. Hlavní nevýhoda zařízení spočívá v tom, že se skládá z několika vrstev. To nevyhnutelně způsobuje přechodné tepelné odolnosti, které lze překonat pomocí dodatečných tepelně vodivých materiálů: látky na lepidle, izolační desky, materiály pro vyplnění vzduchových mezer.

Hliníkový chladič pro LED diody je používán častěji než jiné. To je náchylné k lisování a dobře se vyrovná s odstraněním tepla.

Pro aktivní úroveň chlazení je zpravidla vyžadován plochý hliník, jehož velikost není větší než velikost svítidla. List je vyfukován ventilátorem.

Vhodná teplota pro provoz LED je 65 ° C. Nicméně čím je teplota nižší, tím vyšší je účinnost zařízení a tím větší je jeho zdroj. Optimální teplota povrchu chladiče je 45 ° C, ale ne vyšší. U diody s výkonem 1 W je nutné instalovat na radiátor z hliníku. Plocha radiátoru je 30-35 cm². Radiátor LED 3 W bude vyžadovat zdvojnásobení plochy a bude mít 60-70 cm².

Vzhledem k tomu, že chladič je nejvhodnější zařízení z hliníku jako nejjednodušší a relativně nenákladné. Při výpočtu nástroje pro LED matice vezměte poměr 35 cm až 1 W.

U chladicích systémů aktivního charakteru může být plocha chladiče menší o faktor 10. LED 1 W postačí o 3-3,5 cm².

Například zvážit radiátor "hvězda" pro LED diody. Zařízení se používá k odvádění tepla z LED a je malým chladičem. Je založen na desce vyrobené z kompozitního materiálu - hliník, který odstraňuje teplo z LED a měděnou fólii s kontaktními polštářky. Radiátor je instalován na LED s vysokým výkonem (1-3 W).

Radiátory z mědi

Zařízení obsahují měděná deska. Měď má vyšší tepelnou vodivost než hliník. Jeho zařazení do režimu je opodstatněné.

Ale obecně je kov nižší než hliník, pokud jde o hmotnost a technické vlastnosti. Měď není ohebný kov. Vytvoření zařízení z mědi stisknutím je úsporné. Prudké ošetření zanechává spoustu odpadu drahého materiálu.

Radiátory z keramiky

Úspěšným modelem je keramický chladič pro LED diody, které jsou zpočátku aplikovány na stopy, které vedou proud. Přímo k nim jsou diody LED pájeny. Takový design opouští teplo dvakrát tolik v porovnání s zařízeními vyrobenými z hliníku.

Radiátory z plastu

Zařízení pro rozptyl tepla z plastu mají určitý zájem. A to je zcela pochopitelné, protože náklady na tento materiál jsou nižší než cena hliníku a úroveň výroby je vyšší.

Ale úroveň tepelné vodivosti běžných umělých hmot nejsou nad 0,1-0,2 W / (mmiddot-K). Možno dosáhnout přijatelného indikátoru za použití různých plniv. Při výměně zařízení hliníkové chladiče na bázi plastů (stejné velikosti), teplotní úroveň v vstupní teploty vzroste o 4-5%. v tom, že tepelná vodivost plastu difuzoru je nižší než v případě hliníku (8 W / (K-mmiddot) proti 220-180 W / (mmiddot-K)), jsme došli k závěru: plast může soutěžit s hliníkem.

Designové prvky radiátorů

Mnoho lidí se ptá: jaký radiátor LED je lepší?

Existují dvě skupiny úprav:

• jehlovitý;
• žebrované.

Například radiátor pro 10W LED je představován rebrovaným LED-zařízením.

První typ je zpravidla používán pro přirozenou metodu chlazení LED diody a druhý - pro nucené. Při shodných parametrech rozměrů pasivní jehlový přístroj na 70% překračuje účinnost typu žebra.

Radiátory pro výkonné LED diody mají strukturu jehel. Jsou určeny pro vysoce výkonné diody LED, ale to neznamená, že zařízení s žebrovanými deskami jsou vhodná pouze pro práci s ventilátorem. V závislosti na geometrických parametrech se používají ke chlazení pasivního charakteru.

Radiátor LED pro libovolnou konfiguraci může mít čtvercový, obdélníkový nebo kruhový tvar.

Jak vypočítat plochu chladiče. Metody pro získání přesných parametrů parametrů zařízení

V tomto případě se berou v úvahu řada důležitých faktorů:

• ukazatele okolního vzduchu;
• úroveň disperzní plochy;
• změna chladiče;
• Vlastnosti materiálu, ze kterého je tepelný výměník vyroben.

Ale všechny tyto nuance jsou potřebné pro návrháře, který vyvíjí chladič.

Pravidelně rádio nadšenci využívají používané radiátory. Vše, co je zapotřebí, je znalost indikátoru maximální ztráty výkonu výměníku tepla.

První metoda

Výpočet plochy se provádí podle vzorce F = a x Cx (T1 - T2), kde F je tepelný tok, a S - chladiče plochy (součet ploch všech žeber nebo jehel a substrátu čtverečních metrů), T1 - indikátor teploty v oblasti životního prostředí, ustupující tepla a T2 - teplota vytápěné plochy.

Při výpočtu plochy byste měli věnovat pozornost skutečnosti, že žebro nebo deska mají dva povrchy pro rozptyl tepla.

Výpočet povrchu jehly se provádí podél obvodu kruhu (p-x D) vynásobený výškovým indexem.

U neleštěných povrchů činí součinitel přestupu tepla 6-8 W / (m²middot-K).

Druhá metoda výpočtu

Existuje další jednoduchý vzorec, který je získán experimenty.

S = [22 - (M x 1,5)] x W, kde S je oblast tepelného výměníku, W je dodávaný výkon (W) a M je nevyužitý výkon LED.

U rebrovaného typu radiátoru vyrobeného z hliníku můžete použít údaje poskytnuté inženýry z Tchaj-wanu. Data nejsou přesná, jak je uvedeno v rozmezích s velkým vzletovým indexem. Kromě toho je definice vhodná pro klimatické podmínky na Taiwanu. Mohou být vzaty pouze jako základ pro předběžné výpočty.

Jak vyrobit radiátor s vlastními rukama?

Rádioamatéři jsou zřídkakdy přijímáni pro výrobu ohřívačů vlastními silami, protože tento prvek vyžaduje zvláštní odpovědnost. Koneckonců, toto zařízení má vliv na dlouhodobou službu LED. Ale stane se, že se mistři uchýlí k výrobě výměníku tepla z improvizovaných prostředků.

První možnost

Návrh je sjednocen. Je to kruh, který je řezán z hliníku. V tom jsou řezy. Výsledné sektory jsou mírně ohnuté. Výsledkem je detail podobný ventilátoru. Na osách zařízení jsou čtyři antény ohnuty, aby sloužily jako upevňovací zařízení. LED dioda může být upevněna pomocí tepelné pasty a samořezných šroubů.

Možnost 2

Radiátor pro LED může být vyroben z fragmentu hliníkové trubky s obdélníkovým průřezem.

Potřebné materiály:

• potrubní rozměry 30x15x1,5 mm;
• lisovací podložka o průměru 16 mm;
• tepelné lepidlo;
• tepelná pasta KTP-8;
• Profil ve tvaru "Š" 265;
• samořezné šrouby.

Pro optimalizaci konvence jsou vyvrtány tři otvory o průměru 8 mm a v profilových otvorkách o průměru 3,8 mm pro upevnění šrouby.

LED diody jsou nalepeny na trubku - hlavní část radiátoru - pomocí tepelného lepidla. Na místech, kde jsou připojeny části chladiče, se aplikuje vrstva tepelné pasty KTP-8.

Potom pokračujte v sestavování konstrukce samořezné šrouby s podložkou pro tisk.

Metody připojení LED k radiátoru

LED diody jsou připojeny k zařízení dvěma způsoby:

• mechanické;
• lepení.

Lepidlo LED přilepte tepelným lepidlem. K tomuto účelu se na povrch kovu aplikuje trochu lepidla, poté se na něj položí LED. Pro dosažení dobrého spojení je LED zatlačena na zátěž až do úplného vyschnutí lepidla. Ale většina mistrů dává přednost použití mechanické metody.

V současné době jsou vyráběny speciální panely, které umožňují realizaci diodové instalace v nejkratším možném čase. Některé modely poskytují další svorky pro sekundární optiku. Instalace je velmi jednoduchá. Na chladiči je nastavena LED, pak na ni - panel, který je připevněn k základně samořeznými šrouby.

Závěr

Chladicí radiátor pro vysoce kvalitní diody LED se stal klíčem k trvanlivosti zařízení. Při výběru zařízení byste proto měli být velmi opatrní. Je lepší se uchýlit k používání továrenských výměníků tepla. Jsou k dispozici v rozhlasových prodejnách. Náklady na zařízení jsou vysoké, ale instalace LED na nich je snadná a ochrana se liší kvalitou a spolehlivostí.