Penyerap panasuntuk LED
Dengan terus berkembangnya teknologi LED, produk lampu LED semakin mendapat perhatian.
Dibandingkan dengan sumber penerangan tradisional, sumber penerangan LED adalah lampu cahaya dingin solid-state, yang memiliki keunggulan masa pakai yang lama, kemanjuran cahaya yang tinggi, tanpa radiasi, konsumsi daya yang lebih sedikit, ketahanan terhadap guncangan dan getaran yang baik, serta keamanan yang lebih tinggi. Saat ini, ketika lampu hijau umumnya dianjurkan di seluruh dunia, LED telah banyak dipilih sebagai sumber lampu hijau yang sedang berkembang.
Namun, produk lampu LED rentan terhadap panas berlebih saat digunakan, terutama beberapa produk lampu LED berdaya tinggi memiliki masalah pemanasan yang serius. LED adalah komponen sensitif terhadap suhu tinggi. Jika menghasilkan banyak panas dan suhunya terlalu tinggi, maka akan berdampak langsung pada efek pencahayaan, suhu warna terang, dll. Dan bahkan berdampak serius pada penggunaan normal produk lampu LED.
01 Pengaruh suhu tinggi terhadap kinerja produk lampu LED
Pembuangan panas merupakan performa penting yang harus dimiliki produk lampu LED. Dalam kehidupan nyata, produk lampu LED sering digunakan di lingkungan yang berbeda, yang juga berdampak besar pada efisiensi produk lampu LED. Untuk meningkatkan kemampuan pembuangan panas produk lampu LED, perlu dipelajari pengaruh suhu tinggi terhadap kinerja produk lampu LED.
1.1 Suhu tinggi menyebabkan kerusakan permanen pada LED
Mengingat karakteristik kerja LED, jika suhu kerja lebih tinggi dari suhu maksimum yang dapat dibawa oleh LED, efektivitas cahaya LED akan turun dengan cepat, dan pembusukan cahaya yang kuat akan terbentuk, yang akan menyebabkan kerusakan. LED. LED sebagian besar dikemas dengan resin polisulfon/epoksi transparan. Jika suhu pirolisis lebih tinggi dari suhu transisi kandungan padat (biasanya 15 derajat), bahan penyegel akan berubah menjadi keadaan koloid, dan koefisien muai panas akan meningkat tajam, yang akan menyebabkan LED sirkuit terbuka dan rusak.
1.2 Suhu tinggi akan memperpendek umur LED
Berbagai merek LED memiliki karakteristik peluruhan cahaya yang berbeda-beda. Produsen LED umumnya memberikan kurva peluruhan cahaya standar sebagai dasar pemilihan produk LED. Masa pakai LED berkaitan erat dengan peluruhan cahayanya. Semakin lama digunakan maka penerangan LED akan semakin rendah hingga akhirnya padam. Secara umum, masa pakai LED didefinisikan sebagai waktu ketika fluks cahaya LED berkurang sebesar 30%. Suhu tinggi akan menyebabkan kerusakan lampu LED dan memperpendek umur LED.
(1) Cacat yang ada pada chip LED akan meluas dengan cepat pada suhu lingkungan yang tinggi hingga menyerang area pemancar cahaya, menghasilkan sejumlah besar pusat rekombinasi non-radiasi, yang sangat mempengaruhi efisiensi cahaya LED. Dalam lingkungan dengan panas tinggi, cacat mikro pada material dan kotoran yang menyebar dengan cepat dari antarmuka dan papan juga akan masuk ke wilayah pemancar cahaya, membentuk sejumlah besar tingkat energi dalam, sehingga mempercepat peluruhan cahaya. perangkat LED.
(2) Ketika suhu tinggi, bahan resin epoksi konduktif transparan akan berubah sifat dan menguning, yang akan sangat merusak kinerja transmisi cahayanya.
(3) Pembusukan cahaya fosfor juga merupakan faktor utama yang mempengaruhi peluruhan cahaya LED, dan peluruhan fosfor pada suhu tinggi sangat kuat.
1.3 Suhu tinggi akan mempengaruhi efek cahaya LED
Beberapa parameter bahan penyusun LED akan berubah seiring dengan suhu lingkungan, yang akan menyebabkan perubahan parameter perangkat LED dan secara langsung mempengaruhi keluaran cahaya LED. Secara umum, proses penurunan fluks cahaya dengan meningkatnya suhu bersifat reversibel. Ketika suhu lingkungan kembali ke suhu awal, fluks cahaya akan mengalami peningkatan pemulihan. Hal ini karena ketika suhu kembali ke keadaan awal, parameter internal elemen LED tidak lagi berubah, dan keluaran cahaya LED dapat kembali ke nilai keadaan awal. Fluks cahaya LED dibagi menjadi lumen dingin dan lumen panas, yang masing-masing mewakili keluaran cahaya LED pada suhu kamar dan suhu sekitar.
Alasan spesifik mengapa suhu tinggi mempengaruhi efek cahaya LED adalah sebagai berikut:
(1) Dengan meningkatnya suhu lingkungan, konsentrasi elektron dan lubang pada produk lampu LED akan meningkat, namun mobilitas elektron akan menurun karena berkurangnya lebar pita terlarang.
(2) Ketika suhu lingkungan meningkat, kemungkinan rekombinasi elektron dalam sumur potensial dan radiasi dalam lubang akan sangat berkurang, membentuk rekombinasi non-radiasi, sehingga mengurangi efisiensi kuantum internal LED.
(3) Kenaikan suhu lingkungan akan menggeser puncak cahaya biru LED ke arah gelombang panjang, mengakibatkan ketidaksesuaian antara panjang gelombang emisi LED dan panjang gelombang eksitasi fosfor, yang mengakibatkan penurunan intensitas cahaya. efisiensi ekstraksi cahaya eksternal oleh LED.
(4) Ketika suhu lingkungan meningkat, efisiensi kuantum fosfor menurun dan keluaran cahaya menurun.
(5) Kinerja silika gel sangat dipengaruhi oleh suhu. Ketika suhu kerja meningkat, tegangan termal di dalam gel silika meningkat, dan indeks bias gel silika menurun, yang secara langsung mempengaruhi efisiensi cahaya LED.
(heatsink sirip skiving aluminium)
02 Masalah pembuangan panas pada produk lampu LED
Produk lampu LED umumnya memiliki masalah pembuangan panas. Sebaliknya, meskipun lampu pijar dan lampu neon memiliki rugi-rugi daya yang besar, namun lampu tersebut dapat disinari langsung oleh sinar ultraviolet, dan sumber panas dari sumber cahaya tersebut sangat kecil. Dalam energi yang dikonsumsi oleh produk lampu LED, selain sebagian diubah menjadi sumber cahaya tampak, sumber energi lain juga diubah menjadi panas.
Selain itu, ukuran paket LED yang kecil menyulitkan pembuangan panas secara konveksi dan radiasi, sehingga mengumpulkan panas dalam jumlah besar.
2.1 Ekspansi termal menyebabkan pembengkokan dan keretakan pada bagian-bagiannya
Produk lampu LED terdiri dari banyak bagian, dan bahan dari berbagai bagian berbeda, serta tingkat muai dan kontraksi termal juga berbeda. Selama ekspansi termal, material komponen akan bengkok dan retak, mengakibatkan pembuangan panas produk yang buruk dan sangat mengurangi efisiensi penggunaan produk LED.
2.2 Hambatan operasional rangkaian elektronika
Jika suhu kerja komponen konduktor meningkat, impedansi catu daya akan menurun, dan mudah untuk memasuki lingkaran setan "kenaikan suhu - pengurangan impedansi - kenaikan tegangan - peningkatan termal - kenaikan suhu", dan bahkan terbakar habis .
2.3 Temperatur tinggi menyebabkan penurunan kualitas material
Secara umum, bahan logam yang digunakan pada produk lampu LED mudah teroksidasi, dan semakin tinggi suhunya, semakin cepat laju oksidasinya. Oksidasi suhu tinggi dapat memperpendek umur produk lampu LED.
03 Faktor yang mempengaruhi kinerja pembuangan panas produk lampu LED
3.1 Pengaruh arah angin terhadap kinerja pembuangan panas produk lampu LED
Para peneliti melakukan percobaan tentang pengaruh arah angin terhadap pembuangan panas produk lampu LED. Secara umum, dalam lingkungan simulasi dunia nyata, terdapat tiga jenis arah angin: horizontal ke kanan, vertikal ke atas, dan vertikal ke bawah, dan kecepatan angin maksimum tidak akan melebihi 1,50 m/s. Selama percobaan, perlu dipastikan bahwa produk lampu LED yang digunakan oleh kelompok berbeda sama persis, kecuali arah angin yang berbeda, semua variabel lainnya harus tetap tidak berubah. Selama percobaan, perhatikan pengukuran suhu produk lampu LED dan hitung laju pembuangan panas produk lampu LED dalam kondisi angin yang berbeda. Melalui percobaan ditemukan bahwa dalam proses pembuangan panas produk lampu LED sangat dipengaruhi oleh angin vertikal. Hal ini terutama karena arah angin vertikal ke bawah berlawanan dengan arah konveksi udara alami, yang mengubah suhu maksimum produk lampu LED.
3.2 Pengaruh kecepatan angin terhadap kinerja pembuangan panas produk lampu LED
Untuk memahami pengaruh kecepatan angin terhadap kinerja pembuangan panas produk lampu LED, para peneliti juga melakukan eksperimen. Dalam percobaan tersebut, perlu dipastikan bahwa lingkungan luar konsisten, dan kemudian secara bertahap meningkatkan kecepatan angin. Ketika arah angin vertikal ke bawah dan kecepatan angin kecil, suhu maksimum produk lampu LED lebih tinggi; seiring dengan meningkatnya kecepatan angin, suhu produk lampu LED akan menurun secara bertahap.
04 Penanggulangan optimalisasi pembuangan panas untuk produk lampu LED
Saat merancang struktur pembuangan panas produk lampu LED, semakin sedikit jumlah lapisan struktural, semakin tipis ketebalan lapisan, semakin besar volume lapisan, semakin besar konduktivitas termal material, dan semakin baik pembuangan panasnya. . Selain itu, bentuk lampu perlu dipilih balok atau cincin persegi panjang. Desain pembuangan panas produk lampu LED harus mengikuti prinsip desain heat sink pasif dan heat sink aktif sebagai pelengkap, serta meminimalkan atau menghilangkan metode pembuangan panas aktif.
4.1 Pemilihan heat sink yang wajar
Saat mengemas LED, tidak ada sambungan langsung ke unit pendingin atau kipas listrik, dan papan sirkuit daya LED menghasilkan banyak panas, sehingga pendinginan dan pembuangan panas produk lampu LED menjadi masalah yang sangat sulit. Dalam hal ini, diperlukan pemilihan heat sink yang wajar. Unit pendingin dapat memperluas area kontak timbal balik antara permukaan produk lampu LED dan udara dalam ruangan, sehingga meningkatkan efisiensi pendinginan dan pembuangan panas produk lampu LED.
4.1.1 Pemilihan Sirip
Biasanya, permukaan luar unit pendingin dikerjakan menjadi sirip. Jenis sirip ada banyak sekali, dan jumlah, posisi, spesifikasi, sudut kemiringan serta ketebalan sirip harus dipilih dengan cermat sesuai kebutuhan. Selain bentuknya yang linier biasa, siripnya juga mempunyai bentuk bergelombang, spiral, lonjong, dan frustum. Tujuan pembuatan setiap bentuk adalah untuk memfasilitasi konveksi udara dalam ruangan, pembilasan air hujan, dll. untuk mendapatkan efek pembuangan panas terbaik. .
Produsen terutama menggunakan metode produksi sintering dan beralur untuk menghasilkan heat sink. Pipa panas sinter dengan spesifikasi yang sama memiliki kinerja yang sama dengan pipa panas beralur. Diantaranya, ketika pipa panas disinter, sejumlah besar bubuk tembaga akan digunakan sebagai pengisi, sehingga menghasilkan diameter kapiler pipa panas yang kecil dan daya penetrasi yang kecil. Ketika lebar pipa panas sinter bertambah, efek konduksi panas dari pipa panas akan melemah. Oleh karena itu, perlu untuk memilih sirip dan pipa panas yang sesuai untuk digunakan. Misalnya, sebagai perangkat penerangan LED yang sangat umum, metode pembuangan panas seperti pipa panas plus sirip, pipa panas ruang uap plus sirip, dll. digunakan dalam penggunaan lampu jalan LED untuk meningkatkan efisiensi pembuangan panas lampu jalan.
4.1.2 Pemilihan bahan
Di antara bahan heat sink, konduktivitas termal tembaga lebih baik dibandingkan aluminium, namun kecepatan pembuangan panas tembaga lebih lambat dibandingkan aluminium. Oleh karena itu, heat sink komposit tembaga-aluminium baru dapat digunakan dengan menggabungkan keunggulan tembaga dan aluminium. Dalam heat sink komposit tembaga-aluminium, tembaga dapat dengan cepat membawa panas tinggi yang dihasilkan oleh LED ke aluminium, dan kemudian panas tinggi tersebut dibuang oleh sirip paduan aluminium, sehingga meningkatkan efisiensi pembuangan panas.
4.1.3 Pemilihan tabung pendingin
Tabung heat sink merupakan bagian penting dari heat sink. Ketika ujung pemanas heat sink baru saja dipanaskan, air di dekat dinding tabung akan langsung menguap, membentuk uap air dalam jumlah besar, yang meningkatkan tekanan bagian ini. Uap air akan berpindah ke ujung pendingin yang didorong oleh tekanan air. Ketika aliran uap mencapai ujung pendinginan, ia mengembun menjadi cair, melepaskan sejumlah besar energi panas, dan kemudian mencapai ujung pemanasan transpirasi melalui gaya kapiler untuk menyelesaikan satu siklus.
Untuk beberapa produk lampu LED dengan konsumsi energi tinggi dan kebutuhan heat sink yang tinggi, pipa panas logam dapat dipilih sebagai tabung heat sink. Produk lampu LED akan menghasilkan banyak panas saat bekerja, dan ketika panas dipindahkan ke dalam produk lampu LED, panas tersebut akan langsung ditransfer ke pipa panas logam melalui heat sink. Karena pipa panas logam dipanaskan, tidak ada panas yang hilang selama perpindahan panas. Energi panas dapat dihasilkan di dalam bagian kondensasi pipa panas, dan energi panas dapat diangkut ke bagian dalam pipa panas dan secara bertahap ditransfer ke lembaran pendispersi bahan logam melalui efek konduksi panas. Energi panas dapat dihilangkan dari lembaran pendispersi bahan logam melalui proses perambatan termal alami dari lembaran pendispersi dan udara pendingin di sekitarnya.
4.2 Desain radiator yang masuk akal
Dalam desain radiator sebenarnya, kombinasi radiator eksternal dan rumah lampu serta kombinasi radiator internal dan kipas pengatur suhu umumnya diadopsi. Panas yang dihasilkan oleh perangkat LED dapat dipindahkan ke papan sirkuit terpadu melalui kabel yang disegel, dan kemudian dibuang melalui unit pendingin; energi panas yang dihasilkan oleh papan sirkuit daya dapat langsung disebarkan ke luar melalui heat sink melalui udara dan bahan pengisi di sekitar papan sirkuit terpadu. Untuk menghilangkan faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi perpindahan panas pada jalur perpindahan panas, bahan dengan konduktivitas termal yang lebih baik dapat digunakan pada jalur perpindahan panas, volume penampang jalur dapat ditingkatkan, atau pelumas konduktif termal dapat diterapkan, sehingga tidak ada celah pada sambungan produk. Jika sirip pendingin tidak mampu membuang panas ke luar, banyak panas yang dapat menumpuk di dalam perangkat LED. Berkaitan dengan hal tersebut, perlu dilakukan tindakan untuk mengoptimalkan struktur permukaan sirip pendingin. Metode yang umum dilakukan adalah memasang lebih banyak sirip di permukaan untuk meningkatkan area pembuangan panas radiator.
4.3 Pilih proses pengemasan sesuai dengan situasi sebenarnya
Panas internal yang dihasilkan oleh LED dapat disalurkan ke papan sirkuit logam melalui lapisan perekat, dan kemudian disalurkan dari papan sirkuit ke unit pendingin melalui lapisan perekat, dan kemudian dipancarkan ke lingkungan sekitar. Proses penyegelan, bahan pengikat, dan bahan substrat adalah poin penting dari desain pembuangan panas LED. Energi panas yang dihasilkan oleh LED perlu ditransfer ke substrat Si melalui lapisan sambungan, dan kemudian ditransfer ke dasar pendukung logam melalui substrat Si dan bahan pengikat. Struktur tersebut harus memiliki sifat listrik dan termal yang baik.
4.4 Pilih bahan pengikat yang tepat
Untuk meningkatkan kapasitas pembuangan panas produk lampu LED, penting untuk memilih bahan pengikat yang sesuai dan melakukan pekerjaan dengan baik dalam desain dasar produk lampu LED. Secara umum, produk lampu LED akan menggunakan bahan perekat, dan bahan perekat tersebut akan dipengaruhi oleh suhu dan kelembapan luar. Dengan terus berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, masyarakat juga telah meningkatkan bahan perekat. Saat merancang produk lampu LED, Anda dapat memilih bahan pengikat yang sesuai dengan situasi aktual produk pencahayaan, meningkatkan konduktivitas termal dan konduktivitas listrik bahan pengikat, menyederhanakan struktur internalnya, dan meningkatkan kapasitas pembuangan panas produk lampu LED.
05 Kesimpulan
Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, untuk mengatasi masalah pembuangan panas pada produk lampu LED, perlu dilakukan pemilihan bahan konstruksi yang sesuai seperti pipa panas logam sesuai dengan keadaan sebenarnya. Saat menggunakan produk lampu LED, pengguna tidak hanya harus memperhatikan kinerja pembuangan panas produk, tetapi juga memperhatikan pengaruh faktor lingkungan terhadap pembuangan panas produk lampu LED.
Tag populer: heatsink sirip skiving aluminium untuk pencahayaan led, Cina, pemasok, produsen, pabrik, disesuaikan, sampel gratis, buatan China, Heat sink berselang tembaga
