KulerLED uchun
LED texnologiyasining uzluksiz rivojlanishi bilan LED yorug'lik mahsulotlariga tobora ko'proq e'tibor qaratilmoqda.
An'anaviy yorug'lik manbalari bilan taqqoslaganda, LED yorug'lik manbalari uzoq xizmat muddati, yuqori yorug'lik samaradorligi, radiatsiya yo'qligi, kam quvvat iste'moli, yaxshi zarba va tebranish qarshiligi va yuqori xavfsizlik afzalliklariga ega bo'lgan qattiq holatda sovuq yorug'lik lampalaridir. Bugungi kunda, butun dunyoda yashil yorug'lik odatda qo'llab-quvvatlansa, LED paydo bo'lgan yashil yorug'lik manbai sifatida keng qo'llab-quvvatlandi.
Biroq, LED yorug'lik mahsulotlari foydalanish vaqtida haddan tashqari qizib ketishga moyil, ayniqsa, ba'zi yuqori quvvatli LED yorug'lik mahsulotlarida jiddiy isitish muammolari mavjud. LEDlar yuqori haroratga sezgir komponentlardir. Agar ular juda ko'p issiqlik hosil qilsa va harorat juda yuqori bo'lsa, u yorug'lik effektiga, ochiq rang haroratiga va hokazolarga bevosita ta'sir qiladi va hatto LED yorug'lik mahsulotlarini normal ishlatishga jiddiy ta'sir qiladi.
01 Yuqori haroratning LED yorug'lik mahsulotlarining ishlashiga ta'siri
Issiqlik tarqalishi LED yorug'lik mahsulotlariga ega bo'lishi kerak bo'lgan muhim ko'rsatkichdir. Haqiqiy hayotda LED yorug'lik mahsulotlari ko'pincha turli muhitlarda qo'llaniladi, bu ham LED yorug'lik mahsulotlarining samaradorligiga katta ta'sir ko'rsatadi. LED yorug'lik mahsulotlarining issiqlik tarqalish qobiliyatini oshirish uchun yuqori haroratning LED yorug'lik mahsulotlarining ishlashiga ta'sirini o'rganish kerak.
1.1 Yuqori harorat LEDlarning doimiy shikastlanishiga olib keladi
LEDning ish xususiyatlarini hisobga olgan holda, agar ish harorati LED ko'tara oladigan maksimal haroratdan yuqori bo'lsa, LEDning yorug'lik samaradorligi tezda pasayadi va kuchli yorug'lik parchalanishi hosil bo'ladi, bu esa shikastlanishga olib keladi. LED. LEDlar asosan shaffof polisulfon/epoksi qatroni bilan qoplangan. Agar piroliz harorati qattiq tarkibning o'tish haroratidan yuqori bo'lsa (odatda 15 daraja), muhrlangan material kolloid holatga aylanadi va termal kengayish koeffitsienti keskin ko'tariladi, bu esa LEDning ochiq tutashuvi va shikastlanishiga olib keladi.
1.2 Yuqori harorat LEDning ishlash muddatini qisqartiradi
LEDlarning turli markalari turli xil yorug'lik parchalanish xususiyatlariga ega. LED ishlab chiqaruvchilari odatda LED mahsulotlarini tanlash uchun asos sifatida standart yorug'lik egri chiziqlarini taqdim etadilar. LEDning ishlash muddati uning yorug'lik parchalanishi bilan chambarchas bog'liq. Qanchalik uzoq vaqt ishlatilsa, LED yorug'ligi oxirigacha o'chmaguncha past bo'ladi. Odatda, LEDning ishlash muddati LEDning yorug'lik oqimi 30% ga pasaygan vaqt sifatida aniqlanadi. Yuqori harorat LED yorug'ligining parchalanishiga olib keladi va LEDning ishlash muddatini qisqartiradi.
(1) LED chipida mavjud bo'lgan nuqsonlar yuqori muhit haroratida yorug'lik chiqaradigan hududga kirgunga qadar tez kengayadi, natijada ko'p sonli radiatsiyaviy bo'lmagan rekombinatsiya markazlari paydo bo'ladi, bu LEDning yorug'lik samaradorligiga katta ta'sir qiladi. Yuqori issiqlik muhitida materialdagi mikro nuqsonlar va interfeys va taxtadan tez tarqaladigan aralashmalar ham yorug'lik chiqaradigan hududga kiritilib, ko'p sonli chuqur energiya darajasini hosil qiladi va shu bilan yorug'likning parchalanishini tezlashtiradi. LED qurilmasi.
(2) Harorat yuqori bo'lsa, shaffof o'tkazuvchan epoksi qatroni moddasi denatüratsiya qilinadi va sarg'ayadi, bu uning yorug'lik o'tkazuvchanligiga jiddiy zarar etkazadi.
(3) Fosforlarning yorug'lik parchalanishi ham LEDlarning yorug'lik parchalanishiga ta'sir qiluvchi asosiy omil bo'lib, yuqori haroratlarda fosforning parchalanishi juda kuchli.
1.3 Yuqori harorat LEDning yorug'lik effektiga ta'sir qiladi
LED tarkibiy qismlarining ba'zi parametrlari atrof-muhit harorati bilan o'zgaradi, bu LED qurilmasining parametrlarida o'zgarishlarga olib keladi va LEDning yorug'lik chiqishiga bevosita ta'sir qiladi. Umuman olganda, harorat oshishi bilan yorug'lik oqimining kamayishi jarayoni teskari bo'ladi. Atrof-muhit harorati dastlabki haroratga qaytganida, yorug'lik oqimining tiklanishi oshadi. Buning sababi shundaki, harorat dastlabki holatga qaytganda, LED elementining ichki parametrlari endi o'zgarmaydi va LEDning yorug'lik chiqishi dastlabki holat qiymatiga qaytishi mumkin. LEDning yorug'lik oqimi mos ravishda xona haroratida va atrof-muhit haroratida LEDning yorug'lik chiqishini ifodalovchi sovuq lümenlarga va issiq lümenlarga bo'linadi.
Yuqori haroratning LEDlarning yorug'lik effektiga ta'sir qilishining o'ziga xos sabablari quyidagilardan iborat:
(1) Atrof-muhit harorati oshishi bilan LED yorug'lik mahsulotlarida elektronlar va teshiklarning kontsentratsiyasi oshadi, lekin taqiqlangan tarmoqli kengligining qisqarishi tufayli elektronning harakatchanligi pasayadi.
(2) Atrof-muhit harorati oshishi bilan potentsial quduqdagi elektronlarning rekombinatsiyasi va teshiklardagi radiatsiya ehtimoli sezilarli darajada kamayadi, radiatsiyaviy bo'lmagan rekombinatsiyani hosil qiladi va shu bilan LEDning ichki kvant samaradorligini pasaytiradi.
(3) Atrof-muhit haroratining ko'tarilishi LEDning ko'k yorug'lik cho'qqisini uzun to'lqinli yo'nalishga siljitadi, natijada LEDning emissiya to'lqin uzunligi va fosforning qo'zg'alish to'lqin uzunligi o'rtasidagi nomuvofiqlik yuzaga keladi, natijada yorug'lik nurining pasayishiga olib keladi. LED tomonidan tashqi yorug'likning ekstraktsiya samaradorligi.
(4) Atrof-muhit harorati oshishi bilan fosforning kvant samaradorligi pasayadi va yorug'lik chiqishi kamayadi.
(5) Silika jelning ishlashi haroratga katta ta'sir qiladi. Ish haroratining oshishi bilan silika jeli ichidagi termal stress kuchayadi va silika jelining sinishi indeksi kamayadi, bu LEDning yorug'lik samaradorligiga bevosita ta'sir qiladi.
(alyuminiy skiving qanotlari sovutgich)
02 LED yorug'lik mahsulotlarining issiqlik tarqalishi muammolari
LED yorug'lik mahsulotlari odatda issiqlik tarqalishi bilan bog'liq muammolarga ega. Aksincha, akkor va lyuminestsent lampalar katta quvvat yo'qotishlariga ega bo'lsa-da, bu lampalar ultrabinafsha nurlar bilan to'g'ridan-to'g'ri nurlanishi mumkin va yorug'lik manbasining issiqlik manbai juda kichik. LED yorug'lik mahsulotlari tomonidan iste'mol qilinadigan energiyada, ko'rinadigan yorug'lik manbalariga aylantirilgan qismga qo'shimcha ravishda, boshqa energiya manbalari issiqlikka aylanadi.
Bundan tashqari, LED to'plamining kichik o'lchamlari konveksiya va radiatsiya orqali issiqlikni tarqatishni qiyinlashtiradi, shuning uchun katta miqdorda issiqlik to'planadi.
2.1 Termik kengayish qismlarning egilishi va yorilishiga olib keladi
LED yorug'lik mahsulotlari ko'p qismlardan iborat bo'lib, turli qismlarning materiallari har xil va termal kengayish va qisqarish darajasi ham boshqacha. Termal kengayish jarayonida komponent materiallari egilib, yorilib ketadi, natijada mahsulot issiqlikning yomon tarqalishiga olib keladi va LED mahsulotlaridan foydalanish samaradorligini jiddiy ravishda kamaytiradi.
2.2 Elektron sxemalarning operatsion to'siqlari
Supero'tkazuvchilar tarkibiy qismlarining ish harorati oshsa, elektr ta'minotining empedansi pasayadi va "haroratning ko'tarilishi - impedansning pasayishi - kuchlanishning ko'tarilishi - issiqlik kuchayishi - haroratning ko'tarilishi" ayovsiz doirasiga kirish va hatto yonib ketish oson. .
2.3 Yuqori harorat material sifatining yomonlashishiga olib keladi
Umuman olganda, LED yorug'lik mahsulotlarida ishlatiladigan metall materiallar oksidlanishi oson va harorat qanchalik yuqori bo'lsa, oksidlanish tezligi tezroq bo'ladi. Yuqori haroratli oksidlanish LED yorug'lik mahsulotlarining ishlash muddatini qisqartirishi mumkin.
03 LED yorug'lik mahsulotlarining issiqlik tarqalishining ta'sir etuvchi omillari
3.1 Shamol yo'nalishining LED yorug'lik mahsulotlarining issiqlik tarqalishiga ta'siri
Tadqiqotchilar shamol yo'nalishining LED yorug'lik mahsulotlarining issiqlik tarqalishiga ta'siri bo'yicha tajribalar o'tkazdilar. Umuman olganda, real simulyatsiya muhitida shamol yo'nalishining uch turi mavjud: gorizontal o'ngga, vertikal yuqoriga va vertikal pastga, va maksimal shamol tezligi 1,50 m / s dan oshmaydi. Tajriba davomida turli guruhlar tomonidan ishlatiladigan LED yorug'lik mahsulotlarining bir xil bo'lishini ta'minlash kerak, turli xil shamol yo'nalishlari bundan mustasno, boshqa barcha o'zgaruvchilar o'zgarishsiz qolishi kerak. Tajriba davomida LED yorug'lik mahsulotining haroratini o'lchashga e'tibor bering va turli xil shamollar ostida LED yorug'lik mahsulotining issiqlik tarqalish tezligini hisoblang. Tajribalar orqali LED yorug'lik mahsulotlarini issiqlik tarqalishi jarayonida vertikal shamoldan katta ta'sir ko'rsatishi aniqlandi. Bu, asosan, vertikal pastga shamol yo'nalishi tabiiy havo konvektsiya yo'nalishiga qarama-qarshi bo'lib, LED yorug'lik mahsulotlarining maksimal haroratini o'zgartiradi.
3.2 Shamol tezligining LED yorug'lik mahsulotlarining issiqlik tarqalishiga ta'siri
Shamol tezligining LED yorug'lik mahsulotlarining issiqlik tarqalishiga ta'sirini tushunish uchun tadqiqotchilar tajribalar ham o'tkazdilar. Tajribada tashqi muhitning izchil bo'lishini ta'minlash, keyin esa asta-sekin shamol tezligini oshirish kerak. Shamol yo'nalishi vertikal pastga tushganda va shamol tezligi kichik bo'lsa, LED yorug'lik mahsulotining maksimal harorati yuqoriroq bo'ladi; shamol tezligi oshishi bilan LED yorug'lik mahsulotining harorati asta-sekin kamayadi.
04 LED yorug'lik mahsulotlari uchun issiqlik tarqalishini optimallashtirishga qarshi choralar
LED yorug'lik mahsulotlarining issiqlik tarqalish strukturasini loyihalashda strukturaviy qatlamlar soni qanchalik kam bo'lsa, qatlamning qalinligi qanchalik yupqa bo'lsa, qatlamning hajmi qanchalik katta bo'lsa, materialning issiqlik o'tkazuvchanligi shunchalik yuqori bo'ladi va issiqlik tarqalishi qanchalik yaxshi bo'ladi. . Bundan tashqari, chiroqning shakli to'rtburchaklar blok yoki halqani tanlashi kerak. LED yorug'lik mahsulotlarining issiqlik tarqalishi dizayni qo'shimcha sifatida passiv issiqlik qabul qiluvchilar va faol issiqlik qabul qiluvchilarning dizayn printsipiga rioya qilishi va faol issiqlik tarqalish usullarini minimallashtirishi yoki yo'q qilishi kerak.
4.1 Issiqlik moslamasini oqilona tanlash
LEDlarni qadoqlashda issiqlik batareyalari yoki elektr fanatlarga to'g'ridan-to'g'ri ulanish yo'q va LEDlarning quvvat platalari juda ko'p issiqlik hosil qiladi, bu esa LED yorug'lik mahsulotlarini sovutish va issiqlik tarqalishini juda qiyin muammoga aylantiradi. Shu munosabat bilan issiqlik moslamalarini oqilona tanlash talab etiladi. Issiqlik moslamasi LED yorug'lik mahsulotining yuzasi va ichki havo o'rtasidagi o'zaro aloqa maydonini kengaytirishi mumkin, shu bilan LED yorug'lik mahsulotining sovutish va issiqlik tarqalish samaradorligini oshiradi.
4.1.1 Qopqoqlarni tanlash
Odatda, issiqlik qabul qiluvchining tashqi yuzasi qanotlarga ishlov beriladi. Qanotlarning ko'p turlari mavjud va qanotlarning soni, holati, spetsifikatsiyasi, moyillik burchagi va qalinligi ehtiyojlarga qarab ehtiyotkorlik bilan tanlanishi kerak. Oddiy chiziqli shaklga qo'shimcha ravishda, qanotlar to'lqinsimon, spiral, cho'zinchoq va frustum shaklidagi shakllarga ham ega. Har bir shaklning ishlab chiqarish maqsadi eng yaxshi issiqlik tarqalish effektini olish uchun ichki havo konvektsiyasini, yomg'ir suvini yuvish va hokazolarni osonlashtirishdir. .
Issiqlik moslamalarini ishlab chiqarish uchun ishlab chiqaruvchilar asosan sinterlash va yivli ishlab chiqarish usullaridan foydalanadilar. Xuddi shu spetsifikatsiyadagi sinterlangan issiqlik quvurlari yivli issiqlik quvurlari bilan bir xil ishlashga ega. Ularning orasida issiqlik trubkasi sinterlanganda, plomba sifatida ko'p miqdorda mis kukuni ishlatiladi, buning natijasida issiqlik trubasining kichik kapillyar diametri va kichik penetratsion quvvat bo'ladi. Sinterlangan issiqlik trubasining kengligi oshganda, issiqlik trubasining issiqlik o'tkazuvchanligi ta'siri zaiflashadi. Shuning uchun, foydalanish uchun mos qanot va issiqlik quvurlarini tanlash kerak. Misol uchun, juda odatiy LED yorug'lik moslamasi sifatida, ko'cha chiroqlarining issiqlik tarqalishi samaradorligini yaxshilash uchun LED ko'cha chiroqlarini ishlatishda issiqlik trubkasi plyus qanotlari, bug 'kamerasining issiqlik trubkasi va boshqalar kabi issiqlik tarqalish usullari qo'llaniladi.
4.1.2 Materiallarni tanlash
Issiqlik moslamasining materiallari orasida misning issiqlik o'tkazuvchanligi alyuminiyga qaraganda yaxshiroq, ammo misning issiqlik tarqalish tezligi alyuminiydan sekinroq. Shu sababli, mis va alyuminiyning afzalliklarini birlashtirib, yangi mis-alyuminiy kompozit issiqlik moslamasidan foydalanish mumkin. Mis-alyuminiy kompozit issiqlik moslamasida mis LED tomonidan ishlab chiqarilgan yuqori issiqlikni alyuminiyga tezda olib kelishi mumkin va keyin yuqori issiqlik alyuminiy qotishma qanotlari tomonidan tarqaladi va shu bilan issiqlik tarqalish samaradorligini oshiradi.
4.1.3 Issiqlik qabul qiluvchi quvurlarni tanlash
Issiqlik moslamasi trubkasi issiqlik qabul qiluvchining muhim qismidir. Issiqlik moslamasining isitish uchi faqat qizdirilganda, quvur devori yaqinidagi suv bir zumda bug'lanib, ko'p miqdorda suv bug'ini hosil qiladi, bu esa bu qismning bosimini oshiradi. Suv bug'i suv bosimi bilan boshqariladigan sovutish uchiga o'tadi. Bug 'oqimi sovutish oxiriga yetganda, u suyuqlik holatiga kondensatsiyalanadi, ko'p miqdorda issiqlik energiyasini chiqaradi va keyin tsiklni yakunlash uchun kapillyar kuch orqali transpiratsiya isitish uchiga etib boradi.
Yuqori energiya iste'moli va issiqlik batareyalariga yuqori talablarga ega bo'lgan ba'zi LED yorug'lik mahsulotlari uchun metall issiqlik quvurlari issiqlik qabul qiluvchi quvurlar sifatida tanlanishi mumkin. LED yorug'lik mahsulotlari ishlayotganda juda ko'p issiqlik hosil qiladi va LED yorug'lik mahsulotlari ichida issiqlik uzatilganda, issiqlik qabul qiluvchi orqali to'g'ridan-to'g'ri metall issiqlik trubasiga o'tkaziladi. Metall issiqlik trubkasi isitilgani uchun issiqlik uzatish jarayonida issiqlik yo'qolmaydi. Issiqlik energiyasi issiqlik trubasining kondensatsiya qismida hosil bo'lishi mumkin va issiqlik energiyasi issiqlik trubasining ichki qismiga o'tkazilishi va issiqlik o'tkazuvchanligi ta'siri orqali asta-sekin metall materialni tarqatuvchi varaqga o'tkazilishi mumkin. Issiqlik energiyasini metall materialni tarqatuvchi varaqdan dispers qatlamining tabiiy termal tarqalish jarayoni va atrofdagi sovutish havosi orqali tarqatish mumkin.
4.2 Radiatorning oqilona dizayni
Haqiqiy radiator dizaynida odatda tashqi radiator va chiroq korpusining kombinatsiyasi va o'rnatilgan radiator va haroratni nazorat qiluvchi fanning kombinatsiyasi qabul qilinadi. LED qurilmasi tomonidan ishlab chiqarilgan issiqlik muhrlangan simlar orqali o'rnatilgan elektron plataga o'tkazilishi va keyin issiqlik qabul qiluvchi orqali tarqalishi mumkin; quvvat platasi tomonidan ishlab chiqarilgan issiqlik energiyasi havo va plomba materiallari orqali issiqlik qabul qiluvchi orqali integral plata atrofida to'g'ridan-to'g'ri tashqi tomonga tarqalishi mumkin. Issiqlik uzatish yo'lida issiqlik uzatish samaradorligiga ta'sir qiluvchi omillarni bartaraf etish uchun issiqlik uzatish yo'lida issiqlik o'tkazuvchanligi yaxshiroq bo'lgan materialdan foydalanish, yo'lning kesishish hajmini oshirish yoki issiqlik o'tkazuvchan moylash materiallarini ishlatish mumkin. qo'llanilishi kerak, shunda mahsulotlarning bo'g'inlarida bo'shliqlar bo'lmaydi. Agar sovutish qanotlari issiqlikni tashqi tomonga tarqata olmasa, LED qurilmasi ichida juda ko'p issiqlik paydo bo'lishi mumkin. Shu munosabat bilan, sovutish qanotlarining sirt tuzilishini optimallashtirish bo'yicha chora-tadbirlar ko'rish kerak. Oddiy usul - radiatorning issiqlik tarqalish maydonini oshirish uchun sirtga ko'proq qanotlarni o'rnatish.
4.3 Haqiqiy vaziyatga qarab qadoqlash jarayonini tanlang
LED tomonidan ishlab chiqarilgan ichki issiqlik yopishqoq qatlam orqali metall plataga uzatilishi mumkin, so'ngra platadan yopishqoq qatlam orqali issiqlik qabul qiluvchiga uzatiladi va keyin atrof-muhitga tarqaladi. Yopish jarayoni, biriktiruvchi material va substrat materiallari LED issiqlik tarqalishining asosiy nuqtalari hisoblanadi. LED tomonidan ishlab chiqarilgan issiqlik energiyasi ulanish qatlami orqali Si substratiga o'tkazilishi kerak, so'ngra Si substrat va biriktiruvchi material orqali metall qo'llab-quvvatlash bazasiga o'tkazilishi kerak. Struktura yaxshi elektr va issiqlik xususiyatlariga ega bo'lishi kerak.
4.4 To'g'ri biriktiruvchi materialni tanlang
LED yorug'lik mahsulotlarining issiqlik tarqalish qobiliyatini yaxshilash uchun mos biriktiruvchi materiallarni tanlash va LED yorug'lik mahsulotlarining asosiy dizaynida yaxshi ish qilish kerak. Umuman olganda, LED yorug'lik mahsulotlari yopishtiruvchi materiallardan foydalanadi va yopishtiruvchi materiallar tashqi harorat va namlikdan ta'sirlanadi. Ilm-fan va texnologiyaning uzluksiz rivojlanishi bilan odamlar ham yopishqoq materiallarni yaxshiladilar. LED yorug'lik mahsulotlarini loyihalashda siz yorug'lik mahsulotlarining haqiqiy holatiga ko'ra mos biriktiruvchi materiallarni tanlashingiz, bog'lovchi materiallarning issiqlik o'tkazuvchanligi va elektr o'tkazuvchanligini yaxshilash, uning ichki tuzilishini soddalashtirish va LED yorug'lik mahsulotlarining issiqlik tarqalish qobiliyatini yaxshilashingiz mumkin.
05 Xulosa
Ilm-fan va texnologiyaning rivojlanishi bilan LED yorug'lik mahsulotlarini issiqlik tarqalishi muammosini hal qilish uchun haqiqiy vaziyatga ko'ra metall issiqlik quvurlari kabi mos qurilish materiallarini tanlash kerak. LED yorug'lik mahsulotlarini ishlatishda foydalanuvchilar nafaqat mahsulotlarning issiqlik tarqalishiga e'tibor berishlari kerak, balki atrof-muhit omillarining LED yorug'lik mahsulotlarining issiqlik tarqalishiga ta'siriga ham e'tibor berishlari kerak.
Issiq teglar: LED yoritgichlar uchun alyuminiy suzgichli sovutgichlar, Xitoy, etkazib beruvchilar, ishlab chiqaruvchilar, zavod, moslashtirilgan, bepul namuna, Xitoyda ishlab chiqarilgan
