Жіночі теревеньки - сайт для кожної жінки
9-11-2017, 07:10

Алюмінієвий радіатор для світлодіодів

Рекламний блок

Відомо, що тривалість служби світлодіодів безпосередньо залежить від якості матеріалу, використовуваного в напівпровіднику, а також співвідношення струму пристрою до кількості тепла, що виділяється. Віддача світу поступово знижується, а після того, як вона буде становити половину від початкового значення, термін служби світлодіода почне скорочуватися. Тривалість роботи пристроїв може становити до 100 000 годин, але тільки за умови, що на нього не впливають високі температури.

Для охолодження приладів, що виділяють тепло, в радіоелектроніці застосовують такий пристрій, як радіатор для світлодіодів. Відведення тепла від агрегатів в атмосферу досягається двома методами.

Радиатор для светодиодов

Перший спосіб охолодження світлодіодів

Цей метод заснований на випромінюванні теплових хвиль в атмосферу, або теплової конвекції. Спосіб відноситься до розряду пасивного охолодження. Частина енергії надходить в атмосферу променистим інфрачервоним потоком, а частина йде допомогою циркуляції нагрітого повітря від радіатора.

Серед техніки для світлодіодів пасивна охолоджуюча схема одержала найбільше поширення. Вона не має обертовими механізмами і не вимагає періодичного обслуговування.

До недоліків цієї системи можна віднести необхідність установки великого тепловідведення. Вага його досить великий, та й ціна на нього висока.

Другий метод

Він отримав назву турбулентної конвекції. Цей спосіб є активним. У цій системі застосовуються вентилятори або ж інші механічні прилади, які можуть створювати повітряні потоки.

Активний охолоджуючий метод має більш високий рівень продуктивності, ніж пасивний спосіб. Але несприятливі погодні умови, наявність великої кількості пилу, особливо у відкритому просторі, не дозволяють інсталювати подібні схеми повсюдно.

Виготовлення радіаторів

При виборі матеріалу слід керуватися наступними правилами:

  • Показник теплопровідності повинен бути не менше 5-10 Вт. Матеріали з більш низьким показником не можуть передати все тепло, яке приймає повітря.
  • Рівень теплопровідності вище 10 Вт з технічної точки зору буде надмірною, що спричинить за собою непотрібні грошові витрати без підвищення ефективності пристрою.
  • Для виробництва радіаторів, як правило, застосовують алюміній, мідь і кераміку. Випускають прилади на основі пластмаси, розсіює тепло.

    Алюмінієві пристосування

    Радіатор для світлодіодів, який користується найбільшою популярністю, виконаний з алюмінію. Головним мінусом приладу є те, що він складається з ряду шарів. Це неминуче викликає перехідні теплові опору, подолання яких можливе за допомогою додаткових теплопровідних матеріалів: речовин на клею, ізоляційних пластин, матеріалів для заповнення повітряних проміжків.

    Алюмінієвий радіатор для світлодіодів використовується частіше інших. Він схильний пресування і прекрасно справляється з відведенням тепла.

    Для активного рівня охолодження, як правило, потрібно плоский лист з алюмінію, розмір якого не більше, ніж розмір світильника. Лист обдувається вентилятором.

    Алюминиевый радиатор для светодиодов

    Відповідною температурою для функціонування світлодіода вважається показник 65 °С. Однак чим нижче температура, тим вище рівень ККД пристрою і більше його ресурс. Оптимальною температурою поверхні радіатора вважається показник 45 °С, але не вище. Для діода потужністю 1 W треба зробити установку на радіатор з алюмінію. Площа радіатора становить 30-35 см2. Радіатор світлодіода 3 W вимагатиме збільшення площі вдвічі і становитиме 60-70 см2.

    В якості радіатора найкраще підходить пристрій з алюмінію як найбільш легке і відносно недороге. При розрахунку приладу для світлодіодних матриць береться пропорція 35 см на 1 W.

    Для систем охолодження активного характеру площа радіатора може бути менше у 10 разів. На світлодіод 1 W вистачає 3-3,5 см2.

    Для прикладу розглянемо радіатор «зірка» для світлодіодів. Пристрій використовується для відведення тепла від світлодіода і являє собою невеликий радіатор. Його основу становить пластина з композитного матеріалу - використаний алюміній, що відводить тепло від світлодіода, та фольга з міді з контактними майданчиками. Радіатор монтують на світлодіоди з високим показником потужності (1-3 Вт).

    Радиатор звезда для светодиодов

    Радіатори з міді

    Пристрої містять мідну пластину. Мідь має високу теплопровідність, ніж алюміній. Її включення в схему виправдано.

    Але загалом, метал поступається алюмінію в плані ваги і технічних характеристик. Мідь не є податливим металом. Виготовлення пристрою з міді методом пресування є економічним. А обробка різанням залишає велику кількість відходів дорогого матеріалу.

    Радіатори з кераміки

    Вдалою моделлю є керамічний радіатор для світлодіодів, на який наносяться траси, які проводять струм. Безпосередньо до них і відбувається подпайка світлодіодів. Така конструкція відходить тепло в два рази більше в порівнянні з пристроями з алюмінію.

    Радіатори з пластмаси

    Розсіюють тепло пристрої з пластмаси викликає певний інтерес. І це цілком зрозуміло, оскільки вартість цього матеріалу нижче ціни алюмінію, а рівень технологічності вище.

    Але рівень теплопровідності звичайної пластмаси не вище 0,1-0,2 Вт/(м·К). Досягти прийнятного показника вдається за допомогою різних наповнювачів. При заміні радіатора з алюмінію на пристрій на основі пластмаси (рівної величини) рівень температури в області температур підведення підіймається на 4-5 %. Виходячи з того, що показник теплопровідності теплорассеивающей пластмаси нижче, ніж у алюмінію (8 Вт/(м·К) проти 220-180 Вт/(м·К)), робимо висновок: пластик може скласти конкуренцію алюмінію.какой радиатор для светодиода

    Конструктивні особливості радіаторів

    Багато хто задається питанням: який радіатор для світлодіода краще?

    Існує дві групи модифікацій:

  • голчасті;
  • ребристі.
  • Приміром, радіатор для світлодіода 10W представлений ребристим LED-пристроєм.

    Перший вид, як правило, використовується для природного методу охолодження світлодіодів, а другий - для примусового. При однакових показниках габаритів пасивне голчата пристрій на 70 % перевищує ефективність ребристого виду.

    Радіатори для потужних світлодіодів мають голчастою конструкцією. Вони розраховані на потужні світлодіоди, але це зовсім не означає, що ребристі прилади на основі пластин придатні тільки для функціонування разом з вентилятором. В залежності від геометричних параметрів, вони використовуються і для охолодження пасивного характеру.

    Радіатор для світлодіодів будь-якої конфігурації може володіти квадратної, прямокутної або круглої форми.

    Радиатор для светодиода 10W

    Як розрахувати площу радіатора. Методи отримання точних показників параметрів пристрою

    В даному випадку за основу береться ряд важливих факторів:

  • показники навколишнього повітря;
  • рівень площі розсіювання;
  • модифікація радіатора;
  • особливості матеріалу, з якого зроблено теплообменивающее пристрій.
  • Але всі ці нюанси потрібні для проектувальника, який займається розробкою тепловідведення.

    За основу радіоаматорами, як правило, беруться використані радіатори. Все, що потрібно, - це знання показника максимального розсіювання потужності теплообмінного пристрою.

    Радиатор для мощных светодиодов

    Перший метод

    Підрахунок площі проводиться за формулою F = а х Сх (T1 - T2), де Ф є тепловим потоком, а S - площа поверхні радіатора (сума площ всіх ребер або голок і підкладки в кв. м), T1 - показником температури середовища, що відводить тепло, а T2 - температури нагрітої поверхні.

    Виробляючи підрахунок площі, слід звернути увагу і на те, що ребро або ж пластина володіє двома поверхнями для відводу тепла.

    Розрахунок поверхні голки проводиться по довжині окружності ( х D), помноженій на показник висоти.

    Для поверхонь, що не зазнали поліровці, коефіцієнтом тепловіддачі є показник, що дорівнює 6-8 Вт/(м2·К).

    Другий метод обчислення

    Існує і інша проста формула, яка отримана шляхом експериментів.

    S = [22 - (M x 1,5)] x W, де S є показником площі теплообмінника,W - підведеної потужності (Вт), а M - незадіяною потужністю світлодіода.

    Для ребристого типу радіатора, зробленого на основі алюмінію, можна використовувати дані, надані інженерами з Тайваню. Дані не володіють точністю, так як вказані в діапазонах з великим показником розбігу. До того ж визначення підходить для кліматичних умов Тайваню. Їх можна брати за основу тільки при проведенні попередніх підрахунків.

    Як зробити радіатор своїми руками?

    Радіоаматори рідко беруться за виготовлення теплоотводчиков своїми руками, оскільки цей елемент вимагає особливої відповідальності. Адже цей прилад має вплив на довгострокову службу світлодіода. Але буває так, що майстри вдаються до виготовлення теплообмінника з підручних засобів.

    Перший варіант

    Конструкція уніфікована. Являє собою коло, який вирізаний з алюмінію. У ньому є надрізи. Отримані сектори злегка відігнуті. У результаті виходить деталь, схожа на крильчатку вентилятора. По осях пристрою відгинаються чотири усика, службовці кріпленням пристрою. Світлодіод можна закріпити за допомогою термопасти і саморізів.

    Варіант 2

    Радіатор для світлодіодів своїми руками можна зробити з фрагмента алюмінієвої труби з прямокутним перетином.

    Потрібні матеріали:

  • труба розміром 30х15х1,5 мм;
  • прес-шайба діаметр якої становить 16 мм;
  • термічний клей;
  • термічна паста КТП-8;
  • Ш-подібний профіль 265;
  • саморізи.
  • Для оптимізації конвенції просвердлюються три отвори, діаметр яких дорівнює 8 мм, а у профілі - отвори діаметром 3,8 мм для кріплення за допомогою саморізів.

    Світлодіоди приклеюють до трубі - основної частини радіатора - за допомогою термічного клею. У місцях, де з'єднуються деталі радіатора, наносять шар термічної пасти КТП-8.

    Потім приступають до складання конструкції за допомогою саморезов з прес-шайбою.

    Методи кріплення світлодіодів до радіатора

    Світлодіоди прикріплюються до пристрою за допомогою двох методів:

  • механічного;
  • приклеювання.
  • Клеять світлодіод термічним клеєм. З цією метою на поверхню з металу наноситься трохи клею, потім на неї саджають світлодіод. Для отримання хорошого з'єднання світлодіод притискають вантажем до повного висихання клею речовини. Але більшість майстрів воліють використовувати механічний спосіб.

    В даний час виробляються спеціальні панелі, за допомогою яких можна у найкоротші терміни провести монтаж діода. Деякі моделі передбачають додаткові затискачі для вторинної оптики. Монтаж досить простий. На радіатор установлюється світлодіод, потім на нього - панель, яку прикріплюють до основи за допомогою саморізів.

    Радиатор охлаждения для светодиодов

    Висновок

    Радіатор охолодження для світлодіодів високої якості став запорукою довговічності пристрою. Тому, підбираючи прилад, слід бути гранично уважним. Краще вдаватися до використання заводських теплообмінників. Вони є в магазинах радіотоварів. Вартість пристроїв висока, зате і монтаж світлодіода на них проходить легко, а захист відрізняється якістю і надійністю.

    Рекламний блок

    Обов'язково для перегляду