بالوعة الحرارة LED: كل ما تحتاج إلى معرفته

مقدمة

بطريقة ما ، مصابيح LED ملائمة لأنها لا تصدر حرارة على شكل أشعة تحت الحمراء.ومن ثم يمكنهم الوقوف في المناطق التي تسبب فيها الأشعة تحت الحمراء أضرارًا.

لكن أحد المجالات التي يجب أن تكون على دراية بها هو أن مصابيح LED تنتج حرارة أعمق ، ويجب معالجة هذه الحرارة غير المرغوب فيها.هذا يؤدي إلى المشتت الحراري LED.

تعتبر أحواض الحرارة LED من المعدات التي يجب امتلاكها تقريبًا لصناعة مصابيح LED للمساعدة في كبح حرارة الجهاز.

في هذه المقالة ، نقدم معرفة واسعة حول مصابيح LED ومشتتات الحرارة الخاصة بها ، وكيف يتم إنتاجها وكيف يمكنك الحصول على أفضل النتائج منها لتحقيق أقصى قدر من الرضا.

اقرأ كل شيء عن أحواض الحرارة LED.

ما هو المشتت الحراري LED؟

المعدات المسؤولة عن امتصاص الحرارة الداخلية الناتجة عن ضوء LED وتشتيت الحرارة الممتصة في الغلاف الجوي هي أ بالوعة الحرارة LED.

يركز المشتت الحراري LED على التبريد أو الحفاظ على درجة حرارة مصباح LED والذي يعد معيارًا أساسيًا لتشغيل وعمر مصباح LED.وهذا بدوره يجعل المشتتات الحرارية LED مهمة للغاية.

هناك مراحل مختلفة لإنتاج المشتت الحراري LED مع مواد أخرى (تمت مناقشتها بالتفصيل أدناه).

لماذا تحتاج مصابيح LED إلى المشتت الحراري؟

يؤدي عدم كفاءة أشباه الموصلات في ضوء LED لتوليد الطاقة إلى فقدان حوالي 70٪ إلى 95٪ من مدخلات الطاقة في الحرارة.مع كل هذه الحرارة التي لا مفر منها ، من الضروري تقليلها أو إخلاءها لتقليل درجة الحرارة الداخلية لمصباح LED.

كما ذكرنا سابقًا ، يمكن أن تتسبب درجة الحرارة المرتفعة الثابتة في LED في حدوث ضرر بسبب زيادة درجة الحرارة الداخلية.في حالة زيادة درجة حرارة الوصلة ، يتم تقليل سطوع المصباح وتقليل العمر الافتراضي.عندما ترتفع درجة حرارة مؤشر LED ، فقد لا يفشل مرة واحدة ، ولكن يتم خفض الإنارة.على الرغم من أنه في بعض الأحيان قد يتوقف عن العمل مرة واحدة.

كل هذه السيناريوهات تؤدي إلى إدخال المشتت الحراري LED وأهميته الكبيرة.يجب نقل الحرارة الناتجة عن LED إلى الخارج وتبريدها ، ويمكن للمشتت الحراري الجيد LED القيام بذلك بشكل جيد للغاية بثلاث طرق مختلفة

● الإشعاع

● التوصيل

● الحمل الحراري.

كيف صنعت؟

الطرق الأكثر استخدامًا لتصنيع أحواض التسخين بمصابيح LED هي إجراءات تشكيل المعادن بالطرق ، والصب بالقالب ، والختم ، والبثق.يتم استخدام الكثير من الأنظمة الأخرى.يتم شرحها بالتفصيل أدناه:

صب المعادن

في صنع أحواض حرارية LED مع قوالب الصب ، يتم تعبئة مادة منصهرة (ألمنيوم) في قالب معدني وتثبّت في مكانها بضغط هيدروليكي.اعتمادًا على شكل وحجم القالب (الذي يمكن أن يختلف اختلافًا كبيرًا) ، يمكن استخدام أحواض حرارية LED مختلفة في تطبيقات مختلفة نتيجة هذه الطريقة هي الأسطح محكم وخشنة.

الطريقة المثالية للإنتاج بالجملة لأنها فعالة من حيث التكلفة وفعالة.

صقل

تتضمن هذه العملية ضغط المعدن في قالب محدد حتى يتخذ شكل القالب.يشار إليه أحيانًا بالتزوير على البارد نظرًا لأنه مصنوع في درجة حرارة الغرفة.

تخلق هذه الطريقة المشتت الحراري بقدرة توصيل حراري عالية جدًا ، تصل إلى 80٪ أفضل من طريقة الصب بالقالب.المزايا الأخرى للمشتت الحراري هي جودة السطح وأهمية التحمل الميكانيكي.

النتوء

تتضمن طريقة البثق دفع مادة الألومنيوم في حفرة لتشكيلها.يتم الحصول على أحجام مختلفة من أحواض الحرارة LED عن طريق قطع الجزء المشكل إلى الحجم المطلوب.

مع هذه الطريقة يأتي تبريد أفضل.أكثر من طريقة تزوير.إن الموصلية الحرارية الخاصة بها عالية حيث لا تتشكل أي مسام على سطح الجزء بعد الإنتاج ، مما قد يؤثر عليه.

بالقطع

هذه الطريقة ذات فائدة قليلة في صنع أحواض LED بسبب الاستهلاك غير الفعال للمواد المرتبطة بهذه التقنية.يتضمن استخدام منشار جماعي لقطع كتلة معدنية.

عملية الإنتاج منخفضة المقاومة للحرارة مما يجعل الجزء ذو قدرة عالية على التوصيل الحراري.أيضا ، دفعات صغيرة لها مهلة قصيرة.

ختم

في الختم ، يتم وضع المعدن الذي سيتم استخدامه في قالب ويتم تشغيله في أحجام وأشكال وهندسات مختلفة باستخدام تقنيات تشغيل المعادن الأخرى مثل الضغط أو الطمس أو النقش أو التشفيه أو التثقيب أو الثني.

إنها فعالة من حيث التكلفة ومثالية للإنتاج الكبير الحجم للتشغيل بالحجم الكامل.الإجراء النموذجي لإدخال الزعانف وصنع زعانف الوتد.

تجريد

تتضمن هذه الطريقة قطع أو تقشير مادة (أو شريط) بشكل مستمر.عادة ما يتم وضع المادة على محور دوار ذو حلقة صلبة.

يتم التحكم في شكل وسمك الشريط عن طريق تطبيق قوة شد على الشريحة أو الشريط الناشئ.

الترابط

لإنتاج أحواض حرارية لضوء LED باستخدام طريقة الترابط ، يتم وضع عامل ربط مثل اللحام في مكانه لإنشاء أحواض حرارية محززة بواسطة مجموعة من الزعانف بكثافة عالية.الزعانف تشبه الألواح ذات الكثافة العالية لزيادة معدل توصيل الحرارة.

يمكن عمل طرق الربط بمجموعة واسعة من المواد.يمكن استخدام القوالب أو التشكيل أو البثق لعمل قواعد الأخدود.يمكن استخدام الختم أو البثق في زعانف الألواح.

ما هي المواد التي يمكن استخدامها لمشتت الحرارة LED؟

يتم استخدام مادتين بشكل أساسي في عمليات تصنيع المشتت الحراري وهما النحاس والألمنيوم.

على الرغم من أن السبب الرئيسي للمشتت الحراري هو توصيل الحرارة والنحاس لديه معدل توصيل حراري مرتفع للغاية ، فإن الألومنيوم هو الخيار المفضل.هذا لأنه على الرغم من أن معدل التوصيل الحراري للألمنيوم أقل ، إلا أنه معتدل.ويتمتع الألمنيوم بمقاومة عالية للتآكل ، وهو مثالي لإنتاج حجم الكتلة بالطرق القياسية ، وهو فعال من حيث التكلفة.

أيضًا ، يمكن دمج الإنتاج باستخدام الألومنيوم مع مواد أخرى لتسهيل فعالية المشتت الحراري لمصابيح LED.يمكن إضافة مادة نحاسية لتحفيز معدل المشتت الحراري للتوصيل والقوة.يمكن إضافة المغنيسيوم لزيادة قوة الشد ، بينما يمكن أيضًا إضافة السيليكون لزيادة السيولة أثناء الإنتاج.

يستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ أحيانًا لخصائصه المقاومة للتآكل والتشطيب الجمالي.لكنها أقل موصلة للحرارة مقارنة بالنحاس أو الألومنيوم.

السيراميك هو أحد المواد المستخدمة أيضًا.إلى جانب التوصيل الحراري المعتدل ، يتم تنفيذها لأنها أرخص ولديها ثوابت عازلة.ومع ذلك ، فإن السيراميك يميل إلى الانكسار بسرعة أكبر لأنه هش.

MCPCBs: كيف يساعد بالوعة الحرارة LED؟

تُستخدم لوحة الدوائر المطبوعة ذات القلب المعدني ، والمعروفة أيضًا باسم MCPCBs أو PCBs ذات القلب المعدني ، بشكل أساسي في الدائرة للابتعاد أو تبديد الحرارة المتولدة من المكونات.

عادة ، يتم تثبيت مصابيح LED على مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور والتي تنتج الكثير من الحرارة التي يمكن أن تسبب الضرر.ومن ثم ، يتم استخدام ثنائي الفينيل متعدد الكلور (PCB) المعدني للحد من هذه المشكلة.

تمتلك MCPCBs مادة الألومنيوم في القاعدة.يساعد المعدن على إبعاد الحرارة الناتجة عن اللوحة في الدائرة إلى مكونات أقل ضعفًا ، وفي هذه الحالة ، بالوعة الحرارة لتبريدها.MCPCBs مفيدة جدًا لإدارة الحرارة في الدائرة.

تعد مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ذات القلب المعدني ضرورية ، خاصة في الأجهزة ذات الجيل الكبير من الحرارة ، لأنها تسهل عملية التبريد لأن المراوح المثبتة غير كافية للتبريد الكافي.يمكن لللب المعدني توصيل الحرارة بشكل فعال (كونه معدنًا) إلى قسم بارد.

أجزاء PCBs الأساسية المعدنية هي الطبقة العازلة وطبقة الدائرة والطبقة الأساسية المعدنية والطبقة النحاسية وقناع اللحام.

LED بالوعة الحرارة حاسبة

الصيغة القياسية لحساب المشتت الحراري أدناه.

θs = (Tj-Ta) - θjc - b

PD

θs = المقاومة الحرارية بالوعة الحرارة

θjc = المقاومة الحرارية بين علبة LED والمغسلة (المقاومة الحرارية لوحدة LED COB).

Tj = أقصى درجة حرارة للتقاطع.

Ta = درجة حرارة الهواء المحيط حول المشتت الحراري LED.

Pd = الطاقة الموزعة من وحدة LED.

ستزودك الصيغة أو الحساب أعلاه بقيمة تمكنك من اتخاذ قرار بشأن المشتت الحراري المناسب.

الإسكان الصمام المبرد

يوفر السكن المناسب للمشتت الحراري لمصابيح LED قناة لتجميع المكونات المختلفة.يأتي بأشكال وأحجام مختلفة وفقًا لمصباح LED ليلائم جيدًا.يوجد فتحة في القاعدة للأسلاك الكهربائية والخيوط.

كيف تقوم بتركيب غرفة التبريد LED؟

لتركيب المشتت الحراري لمصباح LED ، أولاً ، يجب كشط وسادات المشتت الحراري لتركيب الصمام بشكل صحيح.يتم استخدام مقياس اللحام للتخفيف.

تم محاذاة جهات الاتصال والوسادات بشكل مناسب ولحامها بشكل فردي.يتم استخدام مقياس متعدد لضمان فعالية الاتصال.

خاتمة

تم تصميم بعض مصابيح LED خصيصًا لإصدار الأشعة تحت الحمراء.لكن معظمهم ليسوا كذلك ، وهم يولدون الكثير من الحرارة.

من المهم ملاحظة أنه لزيادة طول عمر مصابيح LED ، يجب عليك أولاً إدارة كمية التيار المتدفق إلى LED.إذا أدخلت تيارًا أكثر من متوسط ​​السعة التي يمكن أن تستهلكها ، فسوف تفشل في الحال.سيؤدي الفشل في تطبيق المشتت الحراري أو المشتت الحراري المناسب إلى تقليل سطوعه وعمره.كل عمل جنبًا إلى جنب.

إذا كنت تبحث عن موازنة فعالية مصابيح LED الخاصة بك ، فيجب عليك استخدام المشتت الحراري المناسب.في وين شير حراري, نحن شركة تصنيع خدمت السوق الدولية في جميع أنحاء العالم لأكثر من عقدين.

خزانتنا مليئة بالمهندسين ذوي الخبرة الكاملة ، تنتج أحواض حرارية لسنوات.

اتصل بنا الآن للحصول على المشتت الحراري لمصباح LED الخاص بك في أسرع نطاق زمني.