Алуминиев радиатор за светодиоди

Известно е, че експлоатационният живот на светодиодите зависи пряко от качеството на използвания в полупроводника материал, както и от съотношението на тока на устройството към количеството отделена топлина. Светлинният изход постепенно намалява и след като е половината от първоначалната стойност, експлоатационният живот на светодиода ще започне да намалява. Продължителността на устройствата може да бъде до 100 000 часа, но само при условие, че не е засегната от високите температури.

За да охлаждат устройствата, които произвеждат топлина, радиоелектрониката използва устройство като радиатор за светодиоди. Отстраняването на топлината от агрегатите в атмосферата се постига чрез два метода.

Първият начин за охлаждане на светодиодите

Този метод се основава на излъчването на топлинни вълни в атмосферата или термична конвекция. Методът се отнася до изпускане на пасивно охлаждане. Част от енергията навлиза в атмосферата с лъчиста инфрачервена струя и част преминава през циркулацията на отопляем въздух от радиатора.

Сред технологията за светодиоди, пасивната охладителна верига е станала най-разпространена. Тя няма ротационни механизми и не изисква периодична поддръжка.

Недостатъците на тази система включват необходимостта от инсталиране на голям радиатор. Теглото му е достатъчно голямо и цената е висока.

Вторият метод

Тя се нарича турбулентна конвекция. Този метод е активен. В тази система са приложими вентилатори или други механични устройства, които могат да създадат въздушни потоци.

Методът на активното охлаждане има по-висока ефективност от пасивния метод. Но неблагоприятните метеорологични условия, наличието на голямо количество прах, особено в откритото пространство, не позволяват инсталирането на такива схеми навсякъде.

Производство на радиатори

При избора на материал трябва да се спазват следните правила:

• Индикаторът за топлопроводимост трябва да бъде не по-малък от 5-10 W. Материали с по-ниска стойност не могат да прехвърлят цялата топлина, която въздухът отнема.
• Нивото на топлопроводимост над 10 W от техническа гледна точка ще бъде излишно, което ще доведе до ненужни парични разходи, без да се подобри ефективността на устройството.

За производството на радиатори, като правило се използват алуминий, мед и керамика. Те произвеждат устройства на базата на пластмаса, които разсейват топлината.

Алуминиеви аксесоари

Най-популярният LED радиатор е изработен от алуминий. Основният недостатък на устройството е, че той се състои от няколко слоя. Това неизбежно причинява преходно термична устойчивост, което може да се преодолее чрез допълнителни топлопроводима материали: вещества с лепило, изолационни плочи, материали за пълнене въздушни междини.

Алуминиев радиатор за светодиодите се използва по-често от други. Той е склонен да натиска и се справя добре с отстраняването на топлината.

За активно ниво на охлаждане обикновено се изисква плосък лист алуминий, чийто размер не е по-голям от размера на осветителното тяло. Листът се издухва от вентилатор.

Подходяща температура за работата на светодиода е 65 ° С. Въпреки това, колкото по-ниска е температурата, толкова по-висока е ефективността на устройството, толкова по-голям е неговият ресурс. Оптималната температура на повърхността на радиатора е 45 ° C, но не по-висока. За диод с мощност 1 W е необходимо да се монтира върху радиатор от алуминий. Районът на радиатора е 30-35 см². Радиаторът с LED 3 W ще изисква удвояване на площта и ще бъде 60-70 cm².

Тъй като радиаторът е най-подходящото устройство от алуминий за най-лесните и относително евтини. При изчисляване на инструмента за LED матрица вземете пропорция от 35 cm до 1 W.

За системи за охлаждане с активен характер площта на радиатора може да бъде по-малка с коефициент 10. Светодиодът 1 W е достатъчен 3-3,5 см².

Например, помислете за радиатор "звезда" за светодиоди. Устройството се използва за отклоняване на топлината от светодиода и е малък радиатор. Тя се основава на плоча от композитен материал - алуминий, който отстранява топлината от светодиода и медно фолио с контактни тампони. Радиаторът е монтиран на светодиоди с висока мощност (1-3 W).

Радиатори от мед

Устройствата съдържат медна плоча. Медта има по-висока топлопроводимост от алуминий. Включването му в схемата е оправдано.

Но като цяло, металът е по-нисък от алуминия по отношение на теглото и техническите характеристики. Медта не е подвижен метал. Изработването на устройство от мед чрез натискане е икономично. Острите обработки оставят много загуба на скъп материал.

Радиатори от керамика

Един успешен модел е керамичен радиатор за светодиоди, които първоначално се прилагат към следи, които водят ток. Директно към тях светодиодите са запоени. Такава конструкция оставя топлина два пъти повече в сравнение с алуминиевите устройства.

Радиатори пластмасови

Устройствата за разпръскване на топлина от пластмаса са от интерес. И това е съвсем разбираемо, тъй като цената на този материал е по-ниска от цената на алуминия, а нивото на производителност е по-високо.

Нивото на топлопроводност на обикновените пластмаси обаче не е по-високо от 0,1-0,2 W / (mmdot-K). Постигането на приемлива фигура е възможно с помощта на различни пълнители. При смяна алуминиев радиатор устройство на базата на пластмаса (еднакъв размер), температурно ниво в температурата на входа се издига от 4-5%. Въз основа на факта, че топлопроводността на пластмаса дифузор е по-ниска от тази на алуминий (8 W / (K-mmiddot) срещу 220-180 W / (mmiddot-K)), ние заключаваме: пластмаса може да се конкурира с алуминий.

Дизайн на радиаторите

Много хора се питат: кой радиатор за LED е по-добър?

Има две групи модификации:

• игла;
• оребрени.

Например, радиаторът за 10W светодиод е представен от ребрено LED устройство.

Първият вид, като правило, се използва за естествения метод на охлаждане на светодиодите, а вторият - за принудително. При идентични параметри на размерите пасивното иглово устройство на 70% надвишава ефективността на ребро тип.

Радиатори за мощни светодиоди имат структура на иглата. Те са предназначени за високоенергийни светодиоди, но това не означава, че оребрените пластинкови устройства са подходящи само за работа с вентилатора. В зависимост от геометричните параметри те се използват за охлаждане на пасивния характер.

Радиаторът за светодиоди с всякаква конфигурация може да има квадратна, правоъгълна или кръгла форма.

Как да изчислим площта на радиатора. Методи за получаване на точни параметри на параметрите на устройството

В този случай се вземат редица важни фактори:

• индикатори на околния въздух;
• ниво на дисперсия;
• модификация на радиатора;
• Характеристики на материала, от който е направен топлообменникът.

Но всички тези нюанси са необходими за дизайнера, който развива радиатора.

Като правило, радиолюбителите обикновено използват радиатори. Необходимо е само познаването на индикатора за максималното разсейване на мощността на топлообменника.

Първият метод

Изчисляване на площ се извършва съгласно формулата F = а х Cx (Т1 - Т2), където F е топлинния поток, и S - площ радиатор (сума от площите на всички ребра или иглите и субстрат кв.м.), Т1 - индикатор за температурата на околната среда, отдалечаването топлината и Т2 са температурите на нагрятата повърхност.

При изчисляване на площта трябва да обърнете внимание на факта, че реброто или плочата има две повърхности за разсейване на топлината.

Изчисляването на повърхността на иглата се извършва по протежение на обиколката на окръжността (p-x D), умножена по индекса на височината.

За повърхности, които не са полирани, коефициентът на топлопреминаване е 6-8 W / (m²middot-K).

Вторият метод на изчисление

Има още една проста формула, която се получава чрез експерименти.

S = [22 - (М х 1,5)] х W, където S е показател за областта на топлообменника, W - Обобщавайки мощност (W), и М - неизползвана мощност LED.

За оребрен тип радиатор, изработен от алуминий, можете да използвате данните, предоставени от инженери от Тайван. Данните нямат точност, както е посочено в диапазоните с голям индекс на излитане. Освен това дефиницията е подходяща за климатичните условия на Тайван. Те могат да бъдат взети като основа само за предварителни изчисления.

Как да направите радиатор със собствените си ръце?

Радиолюбителите рядко се приемат за производство на нагреватели от собствените си ръце, тъй като този елемент изисква специална отговорност. В крайна сметка това устройство има ефект върху дългосрочната LED услуга. Но се случва, че майсторите прибягват до производството на топлообменник от импровизирани средства.

Първият вариант

Дизайнът е обединен. Това е кръг, който е изрязан от алуминий. Има разрез в него. Получените сектори са леко огънати. Резултатът е подобен на този вентилатор. На осите на устройството четири антени се огъват, за да служат като закрепващо устройство. Светодиодът може да се фиксира с термо паста и самонарезни винтове.

Вариант 2

Радиаторът за светодиодите може да бъде направен от фрагмента на алуминиева тръба с правоъгълно напречно сечение.

Материали, от които се нуждаете:

• тръби с размери 30x15x1,5 мм;
• машина за пресоване, чийто диаметър е 16 мм;
• термо лепило;
• термо паста КТР-8;
• Ш-образен профил 265;
• самобръчкови винтове.

За да се оптимизира конвенцията, се пробиват три отвора с диаметър 8 мм, а в профила - отвори с диаметър 3,8 мм за закрепване чрез винтове.

Светодиодите са залепени към тръбата - главната част на радиатора - с помощта на термолепи. На места, където радиаторните части са свързани, се нанася слой термична паста KTP-8.

След това продължете да сглобите структурата с Самонарезни винтове с преса за миене.

Методи за поставяне на светодиоди към радиатора

Светодиодите се прикрепят към устройството, като се използват два метода:

• механично;
• свързване.

Залепете светодиода с термично лепило. За тази цел малко лепило се нанася върху повърхността на метала, след което се поставя върху него. За да получите добра връзка, светодиодът се натиска от товара, докато лепилото не изсъхне напълно. Но повечето майстори предпочитат да използват механичен метод.

В момента се произвеждат специални панели, чрез които е възможно да се направи диодна инсталация в най-кратки срокове. Някои модели осигуряват допълнителни скоби за вторична оптика. Инсталацията е много проста. На радиатора е поставен светодиодът, а след това върху него - панелът, който е прикрепен към основата с самонарезни винтове.

заключение

Охлаждащият радиатор за висококачествени светодиоди се превърна в ключ за издръжливостта на устройството. Следователно, избирайки устройството, трябва да бъдете изключително внимателни. По-добре е да се прибегне до използването на топлообменници в завода. Те се предлагат в радио магазини. Цената на устройствата е висока, но инсталирането на светодиоди върху тях е лесно, а защитата е различна по отношение на качеството и надеждността.