Kako LED rashladni element odvodi toplinu?

Hladnjak LED svjetla je pomno dizajniran "sistem za prijenos topline". Njegov cilj je da brzo "transportuje" toplotu koju generiše LED čip u okolni vazduh, sprečavajući da se čip pregrije i otkaže.

 

 

Ovaj proces se prvenstveno oslanja na tri fundamentalne fizičke metode prenosa toplote: toplotnu provodljivost, toplotnu konvekciju i toplotno zračenje. Raskinimo ovaj proces korak po korak:

 

Proces odvođenja topline u tri{0}} koraka

 

Korak 1: Toplotna provodljivost - "Unutrašnji autoput"

Ovo je polazna tačka i osnova prenosa toplote.

 

1. Izvor toplote: Kada se napajaju i emituju svetlost, LED čipovi stvaraju značajnu toplotu. Ova toplota se koncentriše unutar sićušnog čipa, formirajući "vruću tačku"-visoke temperature.

 

2. Put:

Čip se prvo zalemi na metalnu podlogu (obično aluminijumsku podlogu ili MCPCB). Osnovni sloj podloge je izolacioni, ispod kojeg se nalazi provodljivi sloj aluminijuma. Njegova primarna funkcija je brzo odvođenje topline bočno od čipa.

 

Ova metalna podloga se zatim čvrsto vezuje za telo hladnjaka pomoću termalne masti. Termomast ispunjava mikroskopske zračne praznine (zrak je loš provodnik topline), osiguravajući efikasan prijenos topline.

 

Sam hladnjak je izrađen od materijala sa visokom toplotnom provodljivošću (kao što je aluminijum ili, za više-rješenja, bakar). Toplina se brzo raspršuje kroz unutrašnju strukturu hladnjaka, uključujući svako pero.

 

Osnovni princip je: kroz superiorne termičke materijale i čvrsti kontakt, toplota se brzo transformiše iz "tačkastog" izvora u "površinski" izvor preko celog hladnjaka.

 

 

Drugi korak: toplinska konvekcija - "Interakcija sa zrakom"

Ovo je kritična faza za konačno rasipanje topline.

 

1. Povećanje površine: hladnjaci su dizajnirani sa rebrastim, stubastim ili igličastim strukturama prvenstveno da maksimiziraju površinu izloženu zraku unutar ograničene zapremine. Veća površina omogućava kontakt sa više vazduha.

 

2. Protok zraka:

Prirodna konvekcija: Za LED sijalice ili svjetiljke male snage{0}}prirodna konvekcija je dovoljna. Vazduh zagrejan oko radijatora postaje manje gust i diže se, uvlačeći hladniji okolni vazduh da ga zameni. Ovo stvara kontinuirani, tihi ciklus cirkulacije zraka koji konstantno odvodi toplinu. "Toplina" koju osjećate svojom rukom je ovaj zagrijani zrak.

 

Prisilna konvekcija: Za LED diode velike snage-kao što su projektori, automobilska fara ili svjetla pozornice, prirodna konvekcija je nedovoljna. Mali ventilatori se dodaju hladnjaku, koristeći prinudni protok zraka kako bi se dramatično ubrzalo rasipanje topline. Ovo je slično dodavanju ventilatora u CPU računara.

Osnovni princip ovde je: efikasan prenos toplote sa metalnog hladnjaka na vazduh koji se kreće kroz veliku površinu i protok vazduha.

 

Treći korak: Toplotno zračenje - "Nevidljivi pomagač"

Svaki objekat sa temperaturom emituje energiju prema van u obliku elektromagnetnih talasa.

Kako se hladnjak zagrijava, on također zrači infracrvenu energiju prema van, rasipajući dio svoje topline.

U LED termičkom upravljanju, toplotno zračenje doprinosi relativno malo (posebno na niskim temperaturama), ali ono postoji. Bojenje površine hladnjaka u crno ili tamne boje poboljšava radijacijsko hlađenje jer tamnije površine imaju veću emisivnost. Međutim, iz estetskih i-razloga otpornih na prljavštinu, većina komercijalnih hladnjaka ostaje srebrno-bijela.

 

 

 

 

Sažetak: Živopisna metafora

Zamislite cijeli sistem hlađenja kao užurbanu luku:

LED čip je "fabrika" koja kontinuirano proizvodi "toplotni teret".

Termomast i metalna podloga su "-brzi teretni autoputevi" koji povezuju fabriku sa glavnim putevima.

Tijelo hladnjaka je velika skladišna površina i dokovi.

Rebra hladnjaka su redovi ležaja na dokovima, značajno povećavajući kapacitet istovremenog utovara i istovara tereta.

Vazduh je teretni brod koji prevozi robu.

Prirodna konvekcija se oslanja na prirodni transport vodenim strujama i vjetrom.

Ventilatorska{0}}prisilna konvekcija pokreće tegljače i motore da ubrza utovar/istovar i transport.

 

Ako je priključak (sistem za hlađenje) dobro-dizajniran, roba (toplina) se brzo transportuje, omogućavajući fabrici (LED čip) da radi punim kapacitetom 24/7 (emituje svjetlo). Ako luka postane zakrčena, vezovi su nedovoljni (mala površina za rasipanje topline), ili nema dostupnih teretnih brodova (loš protok zraka), roba će se gomilati, što će na kraju uzrokovati zatvaranje tvornice (propadanje ili kvar LED svjetla).

 

Stoga, odličan dizajn LED hladnjaka postiže optimalnu ravnotežu između tri elementa: materijala (visoka toplotna provodljivost), strukture (velika površina) i ventilacije (pospješuje konvekciju).

 

ZP HEATSINK je već 20 godina specijalizovan za prilagođena rješenja hladnjaka. Pošaljite svoj zahtjev putem https://www.zpheatsink.com/contact-nas ili pošaljite tehničke crteže na general@zp-aluminium.com da započnete prvi korak vašeg projekta hladnjaka.

 

Od crteža do stvarnosti, ZP vam pomaže da postignete.