Siltuma izkliedes struktūras dizains LED gaismām: Kopīgi risinājumi un inovācijas

https://www.benweilight.com/ceiling/

Whatsapp:+86 19972563753

Ievads

Siltuma izkliede ir kritisks LED apgaismojuma veiktspējas, ilgmūžības un efektivitātes faktors. Pārmērīgs karstums paātrina gaismas samazināšanos, samazina gaismas efektivitāti un var izraisīt priekšlaicīgu atteici. Efektīva siltuma vadība nodrošina stabilu darbību un palielina LED kalpošanas laiku. Šajā rakstā ir apskatīti izplatītākie siltuma izkliedes risinājumi, to mehānismi un jaunievedumi LED dzesēšanas tehnoloģijā.

1. Pasīvās siltuma izkliedes metodes

Pasīvā dzesēšana balstās uz dabisko vadītspēju, konvekciju un starojumu bez kustīgām daļām. To plaši izmanto tā uzticamības un zemās apkopes dēļ.

1.1. Metāla siltuma izlietnes

Alumīnijs(visbiežāk augstās siltumvadītspējas ~200 W/m·K un izmaksu{1}}efektivitātes dēļ)

Varš(labāka vadītspēja ~400 W/m·K, bet smagāka un dārgāka)

Kompozītmateriāli(piemēram, alumīnijs ar grafīta slāņiem, lai uzlabotu siltuma izplatīšanos)

Dizaina apsvērumi:

Spuru blīvums un forma– Optimizēts virsmas laukumam un gaisa plūsmai

Anodēti pārklājumi- Uzlabojiet izturību pret koroziju un izstarošanos

Piemērs:
50 W LED ielas apgaismojums, izmantojot ekstrudēta alumīnija dzesētāju, samazina krustojuma temperatūru par15-20 grādisalīdzinājumā ar ne{0}}optimizētu dizainu.

1.2. Termiskās saskarnes materiāli (TIM)

Termiskā pasta/smērviela(aizpilda mikroskopiskās spraugas starp LED moduli un siltuma izlietni)

Fāzes{0}}materiālu maiņa (PCM)(piem., 3M™ siltumvadoši spilventiņi)

Grafīta loksnes(viegls, augsta vadītspēja kompaktiem dizainiem)

Veiktspējas salīdzinājums:

2. Aktīvie dzesēšanas risinājumi

Active cooling uses forced airflow or liquid cooling for high-power LEDs (>100W).

2.1. Ventilators-Dzesēšana

Aksiālie ventilatori(parasti augstā{0}}līča un stadiona apgaismojumā)

Pūtēju ventilatori(labāk virziena gaisa plūsmai slēgtos ķermeņos)

Plusi un mīnusi:
✔ Efektīva lielām siltuma slodzēm
✖ Palielināts enerģijas patēriņš un troksnis

Gadījuma izpēte:
200 W LED augšanas gaisma ar adivu{0}}ventilatoru sistēmauztur zemu krustojuma temperatūru85 grādi, pagarinot mūža ilgumu par30%salīdzinot ar pasīvo dzesēšanu.

2.2. Šķidruma dzesēšana

Mikrokanālu siltuma caurules(izmanto automobiļu LED priekšējos lukturos)

Ūdens-dzesēšanas cilpas(īpaši-lieljaudas-rūpnieciskajām gaismas diodēm)

Piemērs:
Osram'sšķidrums{0}}dzesēti LED moduļisasniegt<10°C/W thermal resistance, iespējojot50,000+ stundasnepārtrauktai darbībai.

3. Hibrīda un uzlabotas dzesēšanas metodes

3.1. Siltuma caurules

Vara siltuma caurulesefektīvi pārnes siltumu, mainot fāzes (iztvaikošanas{0}}kondensācijas ciklu).

Izmanto:Jaudīgi{0}}prožektori, projektori un automašīnu gaismas diodes.

Efektivitāte:Samazina termisko pretestību par40-60%salīdzinot ar tradicionālajām siltuma izlietnēm.

3.2. Termoelektriskā dzesēšana (Peltier)

Cietvielu{0}}dzesēšana(nav kustīgu daļu)

Izmanto precīzā apgaismojumā(medicīna, mikroskopija)

Ierobežojums:Liels enerģijas patēriņš (~20% papildu jaudas).

3.3. 3D-Drukātas siltuma izlietnes

Pielāgotas režģu struktūrasuzlabot gaisa plūsmu un svara efektivitāti.

Piemērs:GEpapildus ražotas siltuma izlietnessamazināt svaru par30%vienlaikus saglabājot dzesēšanas veiktspēju.

4. Dizaina optimizācijas stratēģijas

4.1. PCB siltuma vadība

Metāla kodola PCB (MCPCB)– Alumīnija vai vara pamatnes labākai siltuma izkliedēšanai.

Izolēti metāla substrāti (IMS)– Lieto lieljaudas{0}}LED blokos.

4.2. Computational Fluid Dynamics (CFD) simulācija

Paredz gaisa plūsmu un siltuma sadalījumu pirms ražošanas.

Piemērs:Cree optimizēšanai izmanto CFDXLamp LED blokivienmērīgai dzesēšanai.

4.3. Moduļu siltuma izlietņu modeļi

Maināmi dzesēšanas moduļiuzturēšanas elastībai.

Secinājums

Efektīva LED siltuma izkliedēšana balstās uz:

Materiālu izvēle(alumīnija/vara siltuma izlietnes, uzlabotas TIM)

Dzesēšanas metode(pasīvs zemai{0}}jaudai, aktīvs/hibrīds lielai{1}}jaudai)

Dizaina optimizācija(CFD, moduļu struktūras, 3D druka)

Nākotnes tendences:

Grafēna{0}}uzlaboti siltuma izkliedētāji(augstāka vadītspēja)

AI-vadīta siltuma pārvaldība(dinamiska dzesēšanas regulēšana)

.Jauda: 18-40W
.Atpakaļ-apgaismots&sānu-apgaismots
.Izmērs: 295x295mm, 30mm biezums
.Ievades spriegums:AC 200-240V
.Krāsu temperatūra: 3000K, 4000K, 5000K, 6000K
.Gaismas efektivitāte: 110lm/w, 130lm/w, 150lm/w
.Sijas leņķis:120 grādi
.PF>0,95, CRI:80-83
.Materiāli: alumīnijs + datora vāciņš un alumīnijs + PMMA
.Mūžs:50000 stundas
.Garantija:5 gadi
. balts rāmis
.10gab uz pilnu kartona kasti
. 2835 LED mikroshēma , Epistar
. Philips LED draiveris