Syy miksi LED-valolähde lämmitetään
LEDin PN-liitoslämmitys johdetaan ensin kiekon pintaan itse kiekon puolijohdemateriaalilla, jolla on tietty lämpövastus. LED-komponentin näkökulmasta, pakkauksen rakenteesta riippuen, kiekon ja pidikkeen välillä on myös erikokoista lämpövastusta. Näiden kahden lämpövastuksen summa muodostaa LEDin lämpövastuksen Rj-a. Käyttäjän näkökulmasta tietyn LEDin Rj-a-parametria ei voi muuttaa. Tämä on ongelma, jota LED-pakkausyritysten on tutkittava, mutta Rj-a-arvoa on mahdollista pienentää valitsemalla eri valmistajien tuotteita tai malleja.
LED-valaisimissa LEDin lämmönsiirtopolku on melko monimutkainen. Päätapa on LED-PCB-jäähdytyselementin neste. Valaisimien suunnittelijana todella mielekästä työtä on valaisimen materiaalin ja lämmönpoistorakenteen optimointi niin, että LED-komponentteja saadaan mahdollisimman vähän. Nesteiden välinen lämpövastus.
Elektroniikkakomponenttien asennuksen alustana LED-komponentit liitetään pääasiassa piirilevyyn juottamalla. Metallipohjaisen piirilevyn kokonaislämpövastus on suhteellisen pieni. Yleisesti käytettyjä ovat kupari- ja alumiinisubstraatit, ja alumiinisubstraatit ovat suhteellisen edullisia. Se on otettu laajalti käyttöön teollisuudessa. Alumiinisubstraatin lämmönkestävyys vaihtelee eri valmistajien prosessien mukaan. Likimääräinen lämpövastus on 0,6-4,0 ° C / W, ja hintaero on suhteellisen suuri. Alumiinisubstraatissa on yleensä kolme fyysistä kerrosta, johdotuskerros, eristyskerros ja substraattikerros. Yleisten sähköeristysmateriaalien sähkönjohtavuus on myös erittäin huono, joten lämpövastus tulee pääasiassa eristekerroksesta ja käytetyt eristemateriaalit ovat melko erilaisia. Niistä keraamipohjaisella eristysaineella on pienin lämpövastus. Suhteellisen halpa alumiinisubstraatti on yleensä lasikuitueristekerros tai hartsieristekerros. Lämmönvastus on myös positiivisessa suhteessa eristekerroksen paksuuteen.
Kustannus- ja suorituskykyolosuhteissa alumiinisubstraatin tyyppi ja alumiinisubstraattialue valitaan kohtuullisesti. Sitä vastoin jäähdytyselementin muodon oikea muotoilu ja paras liitäntä jäähdytyslevyn ja alumiinialustan välillä ovat avain valaisinsuunnittelun menestykseen. Todellinen tekijä lämmönpoiston määrää määritettäessä on jäähdytyselementin kosketuspinta nesteen kanssa ja nesteen virtausnopeus. Yleiset LED-lamput hajoavat passiivisesti luonnollisella konvektiolla, ja lämpösäteily on myös yksi tärkeimmistä lämmönpoistomenetelmistä.
Siksi voimme analysoida syitä siihen, miksi LED-lamput eivät hajoa lämpöä:
1. LED-valonlähteellä on suuri lämpövastus, eikä valonlähde hajoa. Lämpöpastan käyttö aiheuttaa lämmönpoistoliikkeen epäonnistumisen.
2. Alumiinisubstraattia käytetään piirilevyliitännän valonlähteenä. Koska alumiinisubstraatilla on useita lämmönvastuksia, valonlähteen lämmönlähdettä ei voida siirtää, ja lämpöä johtavan tahnan käyttö voi aiheuttaa lämmönpoistoliikkeen epäonnistumisen.
3. Valoa lähettävän pinnan lämpöpuskuroinnille ei ole tilaa, mikä aiheuttaa LED-valonlähteen lämmönhajoamisen epäonnistumisen ja valon heikkeneminen edistyy. Edellä mainitut kolme syytä ovat pääasialliset syyt alan LED-valaistuslaitteiden epäonnistumiseen, eikä perusteellisempaa ratkaisua ole. Jotkut suuret yritykset käyttävät keraamista alustaa lampun helmipakkauksen haihduttamiseen, mutta niitä ei voida käyttää laajalti korkeiden kustannusten vuoksi.
Siksi joitain parannuksia on ehdotettu:
1. LED-lampun jäähdytyselementin pinnan karhentaminen on yksi tavoista parantaa tehokkaasti lämmönpoistokykyä.
Pinnan karhennus tarkoittaa, että sileää pintaa ei käytetä, mikä voidaan saavuttaa fysikaalisilla ja kemiallisilla menetelmillä. Yleensä se on hiekkapuhallus- ja hapetusmenetelmä. Väritys on myös kemiallinen menetelmä, joka voidaan täydentää yhdessä hapettumisen kanssa. Profiilihiomatyökalua suunniteltaessa on mahdollista lisätä pintaan ripoja pinta-alan lisäämiseksi LED-lampun lämmönpoistokyvyn parantamiseksi.
2. Yleinen tapa lisätä lämmönsäteilykykyä on käyttää mustaa värillistä pintakäsittelyä.