Por que as luzes led precisam de dissipadores de calor?
Diodos{0}}emissores de luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que convertem energia elétrica em energia luminosa, mas parte da energia elétrica é convertida em energia térmica. A temperatura na qual a energia térmica é transferida das esferas de luz do LED para a placa PCB é chamada de temperatura de junção, e o decaimento da luz ou a vida útil do LED está diretamente relacionado à sua temperatura de junção. Se a dissipação de calor não for boa, a temperatura da junção será alta e a vida útil será curta. Portanto, apenas exportando energia térmica o mais rápido possível, a temperatura das luzes LED pode ser efetivamente reduzida. A fonte de alimentação pode ser protegida do trabalho em um ambiente persistente de alta-temperatura e evitar o envelhecimento prematuro da fonte de luz LED devido ao trabalho de-alta temperatura-de longo prazo.
Como as luminárias led para reduzir o calor?
Em condições normais, existem três formas de transferência de calor: condução, convecção e radiação. A condução significa que o calor entre os objetos em contato direto é transferido daquele com temperatura mais alta para aquele com temperatura mais baixa. A convecção transfere calor utilizando fluxo de fluido, enquanto a radiação não requer nenhum meio, e o objeto de aquecimento libera calor diretamente para o espaço circundante.
Em aplicações práticas, a principal medida de dissipação de calor de luminárias de LED de alta-potência é usar um dissipador de calor. O dissipador de calor transfere o calor do chip para o dissipador de calor através do contato preciso com a superfície do chip. O dissipador de calor geralmente é um condutor térmico com muitas aletas. Sua superfície totalmente estendida aumenta muito a radiação de calor, e o ar circulante também pode tirar mais energia térmica.
Semelhante à lei de Ohm mais básica no cálculo do circuito, o cálculo da dissipação de calor tem uma fórmula mais básica
diferença de temperatura=resistência térmica * consumo de energia
No caso de um dissipador de calor, a resistência de liberação de calor entre o dissipador de calor e o ar circundante torna-se a resistência térmica, e a magnitude do fluxo de calor entre o dissipador de calor e o espaço é representada pelo consumo de energia do chip. Desta forma, devido à resistência térmica quando o fluxo de calor flui do dissipador de calor para o ar, uma certa diferença de temperatura é gerada entre o dissipador de calor e o ar, assim como a corrente que flui através da resistência gera uma tensão. Da mesma forma, haverá uma certa resistência térmica entre o dissipador de calor e a superfície do chip. A unidade de resistência térmica é o grau /W. Ao escolher um dissipador de calor, além das considerações de tamanho mecânico, o parâmetro mais importante é a resistência térmica do dissipador de calor. Quanto menor a resistência térmica, maior a capacidade de dissipação de calor do radiador.
O seguinte é um exemplo do cálculo da resistência térmica no projeto de circuito:
Requisitos de concepção:
Potência do chip 18,4 w
A temperatura máxima da temperatura da superfície do chip não pode exceder 85 graus
Temperatura ambiente (máxima) 45 graus
A resistência térmica entre o dissipador de calor e o chip é 0,1 grau /W
Calcule a resistência térmica R do radiador necessário
(R mais 0.1)*18w=85 grau -45 graus, obter R=2 grau /W
Somente quando a resistência térmica do dissipador de calor selecionado for inferior a 2 graus /W, podemos garantir que a temperatura da junção do chip não exceda 85 graus. Claro que é mais profissional realizar o cálculo de precisão por meio de equipamentos, que também é o caminho que tomamos.
que tipos de dissipadores de calor?
Além de conduzir o calor rapidamente da fonte de calor para a aparência do dissipador de calor, o principal de qualquer dissipador de calor é irradiar o calor para o ambiente por convecção e radiação. A condução de calor lida apenas com a forma de transferência de calor, e a convecção de calor é a principal função do dissipador de calor. A função do dissipador de calor é afetada principalmente pela capacidade da área de dissipação de calor, forma e intensidade de convecção natural. A radiação de calor é apenas uma função auxiliar. Como os LEDs funcionam com altas temperaturas, ligas de alumínio com maior condutividade térmica devem ser usadas. Geralmente, existem dissipadores de calor de alumínio estampado, dissipadores de calor de alumínio extrudado,-dissipadores de calor de alumínio fundido, dissipadores de calor de alumínio forjado a frio ou a quente.
Estampagem de dissipadores de calor de alumínio
Durante o processo de fabricação, as aletas de metal são estampadas e depois soldadas na base. Eles são comumente usados em aplicativos de iluminação de baixa-energia. O radiador estampado tem as vantagens de fácil automação de produção e baixo custo. Mas a maior desvantagem é o baixo desempenho.Dissipadores de calor em alumínio extrudado
A maioria dos dissipadores de calor são feitos de alumínio extrudado, e esse processo é útil para a maioria das aplicações. É barato e pode facilmente especificar especificações. A principal desvantagem dos radiadores extrudados é que o tamanho é limitado pela largura máxima da extrusão.Die-dissipadores de calor de alumínio fundido
Atualmente, é a escolha mais comum, com condutividade térmica de 70-90 W/mK, alta eficiência térmica, formas variáveis e fácil mecanização e automação. O dissipador de calor de alumínio fundido é limitado a aletas mais grossas, tornando-o ideal para aplicações de convecção natural.Dissipadores de calor de alumínio forjado a frio ou calor
Os radiadores forjados são feitos comprimindo alumínio ou cobre e têm muitas aplicações. O radiador pode ser forjado a frio ou forjado a quente. Esses produtos têm boa condutividade térmica, muitas opções de materiais, boa estrutura de dissipação de calor, tamanho pequeno e leve. No entanto, eles são caros para produzir.
Os dissipadores de calor para o fabricante de iluminação BW
A escolha de um radiador depende da situação específica do desempenho de cada parte do produto. Os que mais usamos são dissipadores de calor de -alumínio fundido, para luzes de rua de led, luzes de área de led, luzes de led de alta baía, holofotes e luminárias de parede. Alguns produtos de luz solar usam-alumínio fundido e alguns usam radiadores de alumínio extrudado. As luzes de led do estádio têm requisitos de potência relativamente alta e alta dissipação de calor, portanto, são escolhidos dissipadores de calor de alumínio forjado a frio-.
