Varför behöver led-lampor kylflänsar?
Ljus-emitterande dioder (LED) är halvledarenheter som omvandlar elektrisk energi till ljusenergi, men en del av den elektriska energin omvandlas till termisk energi. Temperaturen vid vilken värmeenergi överförs från LED-ljuspärlorna till PCB-kortet kallas korsningstemperaturen, och ljusavklingningen eller lysdiodens livslängd är direkt relaterad till dess korsningstemperatur. Om värmeavledningen inte är bra blir korsningstemperaturen hög och livslängden kort. Därför, endast genom att exportera värmeenergi så snart som möjligt kan temperaturen på LED-lamporna effektivt reduceras. Strömförsörjningen kan skyddas från att arbeta i en ihållande hög-temperaturmiljö och undvika att LED-ljuskällan åldras för tidigt på grund av långvarigt-arbete med hög-temperatur.
Hur gör led-armaturer för att minska värmen?
Under normala förhållanden finns det tre sätt att överföra värme: ledning, konvektion och strålning. Ledning innebär att värmen mellan föremål i direkt kontakt överförs från den med högre temperatur till den med lägre temperatur. Konvektion överför värme utnyttjar vätskeflöde, medan strålning inte kräver något medium, och värmeobjektet avger värme direkt till det omgivande utrymmet.
I praktiska tillämpningar är huvudmåttet för värmeavledning av hög-LED-belysningsarmaturer att använda en kylfläns. Kylflänsen överför spånets värme till kylflänsen genom exakt kontakt med spånets yta. Kylflänsen är vanligtvis en värmeledare med många fenor. Dess helt utsträckta yta ökar värmestrålningen kraftigt och den cirkulerande luften kan också ta bort mer värmeenergi.
I likhet med den mest grundläggande Ohms lag i kretsberäkning, har beräkningen av värmeavledning en mycket grundläggande formel
temperaturskillnad=termiskt motstånd * strömförbrukning
I fallet med en kylfläns blir motståndet för värmeavgivning mellan kylflänsen och den omgivande luften det termiska motståndet, och storleken på värmeflödet mellan kylflänsen och utrymmet representeras av chipets energiförbrukning. På så sätt, på grund av det termiska motståndet när värmeflödet strömmar från kylflänsen till luften, genereras en viss temperaturskillnad mellan kylflänsen och luften, precis som strömmen som flyter genom motståndet kommer att generera en spänning. På samma sätt kommer det att finnas ett visst termiskt motstånd mellan kylflänsen och chipytan. Enheten för termiskt motstånd är grad /W. När man väljer en kylfläns utöver mekaniska storleksöverväganden, är den viktigaste parametern kylflänsens termiska motstånd. Ju mindre termiskt motstånd, desto starkare värmeavledningsförmåga hos radiatorn.
Följande är ett exempel på beräkning av termisk resistans i kretsdesign:
Designkrav:
Chipeffekt 18,4w
Den maximala temperaturen på spånets yttemperatur får inte överstiga 85 grader
Omgivningstemperatur (max) 45 grader
Det termiska motståndet mellan kylflänsen och chipet är 0,1 grad /W
Beräkna det termiska motståndet R för den önskade radiatorn
(R plus 0.1)*18w=85 grad -45 grader, få R=2 grad /W
Endast när den valda kylflänsens termiska motstånd är mindre än 2 grader /W, kan vi säkerställa att spånövergångstemperaturen inte överstiger 85 grader. Naturligtvis är det mer professionellt att realisera precisionsberäkningar genom utrustning, vilket också är det sätt vi tar.
vilka typer av kylflänsar?
Förutom att leda värme snabbt från värmekällan till kylflänsens utseende, är det viktigaste med varje kylfläns att utstråla värmen till omgivningen genom konvektion och strålning. Värmeledning handlar bara om sättet för värmeöverföring, och värmekonvektion är kylflänsens huvudfunktion. Kylflänsens funktion påverkas huvudsakligen av värmeavledningsområdets förmåga, form och naturlig konvektionsintensitet. Värmestrålningen är endast en hjälpfunktion. Eftersom lysdioder fungerar med hög värme måste aluminiumlegeringar med högre värmeledningsförmåga användas. Generellt finns det kylflänsar av stansad aluminium, kylflänsar av extruderad aluminium, kylflänsar i formgjuten aluminium, kylflänsar av kallt eller värmesmidet aluminium.
Prägling kylflänsar i aluminium
Under tillverkningsprocessen stämplas metallfenorna och svetsas sedan till basen. Dessa används ofta i låg-belysningstillämpningar. Den stämplade radiatorn har fördelarna med enkel produktionsautomatisering och låg kostnad. Men den största nackdelen är dålig prestanda.Extruderad aluminium kylflänsar
De flesta kylflänsar är gjorda av extruderad aluminium, och denna process är användbar för de flesta applikationer. Det är billigt och kan enkelt specificera specifikationer. Den största nackdelen med extruderade radiatorer är att storleken begränsas av extruderingens maximala bredd.Kylflänsar i-gjutet aluminium
Det är det vanligaste valet för närvarande, med värmeledningsförmåga på 70-90W/mK, hög värmeeffektivitet, varierande former och enkel mekanisering och automatisering. Den gjutna aluminiumkylflänsen är begränsad till tjockare fenor, vilket gör den idealisk för naturliga konvektionsapplikationer.Kall- eller värmesmidda kylflänsar av aluminium
Smidda radiatorer tillverkas genom att komprimera aluminium eller koppar och har många användningsområden. Kylaren kan vara kallsmidd eller varmsmidd. Dessa produkter har bra värmeledningsförmåga, många materialval, bra värmeavledningsstruktur, liten storlek och lätt. Däremot är de dyra att tillverka.
Kylflänsarna för BW-belysningstillverkaren
Valet av en radiator beror på den specifika situationen för prestanda för varje del av produkten. De vi använder mest är kylflänsar i-gjuten aluminium, för led-gatbelysning, led-områdesljus, high bay led-lampor, strålkastare och väggarmaturer. Vissa solenergiprodukter använder formgjutet-aluminium och vissa använder extruderade aluminiumradiatorer. Led-stadionbelysningen har relativt hög effekt och höga krav på värmeavledning, så kalla-smidda aluminiumkylflänsar väljs.
