Теплоотвод для светодиодов: Теплоотвод у светодиодов | ENFOG

Теплоотвод у светодиодов | ENFOG

Создатели светодиодов прилагают значительные усилия для создания оптимальной конструкции теплоотвода. От этого устройства зависят основные параметры светодиода, в том числе и срок его службы. Но многие источники информации утверждают, что светодиоды не выделяют тепло. В таком случае, возникает вопрос о том, зачем теплоотвод вообще нужен?

В самом деле, в конструкции светодиодов отсутствует нить накала, которая излучает не только свет, но и тепловую энергию, разогревая воздух и близкорасположенные предметы. Благодаря этому, становится возможным использование светодиодов в случаях, когда повышение температуры недопустимо: при устройстве декоративного освещения цветов, продуктов питания, парфюмерии или экспонатов в музее, нагрев для которых опасен.
Однако, процесс полупроводникового n-p-n перехода, все же, сопровождается выделением тепла, что становится особенно заметным при установке светодиодов в герметичный корпус. Если не решить проблему отвода тепла, то произойдет перегрев полупроводникового перехода, что приведет к изменению рабочих характеристик светодиода и возможному выходу его из строя. Чтобы этого избежать, необходимо обеспечить отвод тепловой энергии.

Как это выполняется на практике?

Чаще всего проблему отвода лишнего тепла пытаются решить путем его передачи на подложку или печатную плату. Кроме того, от избыточного тепла можно избавиться с помощью радиатора, прикрепленного к наиболее нагревающемуся компоненту: радиатор значительно увеличивает площадь теплообмена, что способствует передаче тепла во внешнюю среду посредством конвекции. Такие способы охлаждения достаточно эффективны и сравнительно дешевы, но в конечном итоге количество отведенной тепловой энергии напрямую зависит от процессов, происходящих в области непосредственного контакта смежных поверхностей.

Об уровнях теплопередачи в светодиодных устройствах

Возьмем, к примеру, обычный светодиодный светильник. Рассмотрим первый уровень, при котором тепловая энергия передается на основание или печатную плату. При этом площадь, через которую передается тепловая энергия, чрезвычайно мала, а количество этой энергии достаточно велико. Из этого следует, что для повышения эффективности теплопередачи в области непосредственного контакта смежных поверхностей необходимо использовать материалы с большей тепловой проводимостью. Также важно, чтобы этот контакт был более качественным, для чего припаивают основание светодиодов к печатной плате, но это не всегда возможно технологически. Заменить пайку можно с помощью специальных термопаст или теплопроводных клеев.
Второй уровень представляет собой передачу тепловой энергии от платы со светодиодами к радиатору. В данном случае площадь, по которой осуществляется теплопередача, значительно увеличивается, а удельный тепловой поток уменьшается. Чтобы обеспечить эффективную теплопередачу на этом уровне допускается использование материалов, теплопроводность которых не превышает 2 Вт/м*К. В таком случае теплопроводным материалом могут являться специальные клеи, пасты, компаунды и подложки.

Вывод

Как уже говорилось, специалисты отмечают особую важность обеспечения необходимого уровня теплоотвода: сегодня это одна из важнейших задач, которую еще предстоит решить и на уровне разработки, и на производственном уровне. Вполне вероятно, что наилучших результатов в области создания светодиодной техники достигнут те, кто найдет оптимальный способ решения этой проблемы и тем самым повысят конкурентоспособность данной техники, повысят ее надежность при оптимальной себестоимости.

Теплоотвод светодиодного светильника, радиаторы охлаждения led

Способы теплоотвода в LED-светильниках

Ухудшение качества светового потока и существенное сокращение срока эксплуатации являются закономерным итогом экономии на эффективных методах теплоотвода в светодиодных светильниках. К тому же не стоит забывать о не самых простых условиях функционирования LED-светильников. Повышенная температура воздуха способствует необходимости применения радиаторов большой площади.

Зачем необходим теплоотвод?

LED-светильники нельзя назвать идеальным осветительным оборудованием. Эти устройства имеют ограниченный КПД, который даже у качественных кристаллов не превышает 30%. Именно этот процент электроэнергии предназначен для излучения света. При этом остальная часть энергии выделяется в качестве тепла.

Несмотря на то, что КПД LED-светильников на порядок выше, чем у остальных осветительных приборов, проблема теплоотвода все равно является довольно-таки актуальной. Особенно эта проблема актуальна для сверхмощных светильников. Для выхода из данной ситуации могут использоваться специальные радиаторы.

Классификация радиаторов

Радиаторы для теплоотвода от LED-светильников принято классифицировать по форме поверхности. Так, существуют пластинчатые и ребристые радиаторы. Выбор того или иного варианта зависит от внешнего вида осветительного прибора, а также особенностей его рабочей поверхности и площади контакта с кристаллом.

Радиаторы также классифицируются в соответствии с материалом производства. На данный момент наиболее эффективными и востребованными являются такие типы радиаторов:

• Алюминиевые. Популярность этого типа обусловлена оптимальным сочетанием цены и качества.
• Медные. Теплопроводность медных радиаторов на порядок выше, чем у алюминиевых. Но при этом они стоят на порядок больше. Этот вариант обычно используется при недостатке места для радиатора из алюминия.
• Керамические. Этот тип радиаторов отличается прекрасными диэлектрическими свойствами. Несмотря на то, что керамика считается хорошим проводником тепла, керамические модели радиаторов не пользуются большим спросом.
• Пластмассовые. Этот вариант актуален для тех случаев, когда нет возможности использовать металлические охлаждающие поверхности.

Особенности охлаждения сверхмощных светодиодных светильников

Сверхмощные осветительные приборы на основе светодиодов требуют применения высокоэффективной системы охлаждения, которая поспособствует обеспечению длительной и бесперебойной эксплуатации светильника.

При этом производителям светодиодных источников света постоянно приходится искать компромисс между мощностью осветительного оборудования и необходимостью обеспечивать качественный теплоотвод. Поэтому для LED-прожекторов, мощность которых превышает 50 Вт, площадь радиатора – это серьезная проблема. В таких случаях чаще всего используются радиаторы с принудительным охлаждением. Поэтому специалисты нашей компании рекомендуют потенциальным покупателям акцентировать внимание на температурных характеристиках светильников на основе светодиодов. От этих параметров будет зависеть способ отвода тепла и наиболее подходящий тип радиатора.

Светодиодные охладители MechaTronix

• Новая охлаждающая платформа для спортивных площадок и мачтового освещения

  CoolBlock® ARENA-48, новая замечательная высокопроизводительная платформа со световым потоком до 20 000 люмен от одного двигателя!

  Читать далее

• CoolStar® 3445 — Компактный прожектор с узким лучом

  Новый светодиодный кулер CoolStar® диаметром всего 35 мм. для компактных точечных светильников на кухнях, верандах, балконах…

  Подробнее

• MechaTronix представляет серию дизайнерских светодиодных охладителей CoolStar®

  Для рынка точечных и потолочных светильников — разработан с дизайнерской точки зрения от 900 до 6100 люмен.

  Читать далее

• Комплекты CoolBeam® от MechaTronix обеспечивают наружное освещение с высоким световым потоком

  Для промышленных прожекторов, высоких пролетов и высоких мачт мощностью от 15 000 до 60 000 люмен.

  Подробнее

• MechaTronix присматривается к рынку наружных светодиодов и представляет следующую платформу промышленного охладителя

  Lumileds, Ledil и MechaTronix объединили усилия для создания платформы 2×6 эмиттеров — CoolBlock® 2×6 LX.

  Читать дальше

MechaTronix представляет серию дизайнерских светодиодных охладителей CoolStar®

«Потому что внешний вид имеет значение» — это была основная идея, когда MechaTronix приступила к разработке своей следующей платформы точечного, потолочного и магазинного освещения. кулеры… Вдохновение для дизайна было найдено в природных элементах, которые выражают ощущение прохлады или холода.

Результатом стала впечатляющая серия новых светодиодных кулеров с потрясающим внешним видом. Коэн Вангорп, генеральный директор MechaTronix «Хотя главным приоритетом светодиодного кулера остается максимальная охлаждающая способность при ограниченном объеме, также большое значение имеет внешний вид продукта. Даже встраиваемые даунлайты и светильники для магазинов, где большая часть объема скрыта в потолке, сначала нужно продать покупателю. И на этом этапе принятия решения светодиодный кулер берет на себя большую часть внешнего вида».

Семейство CoolStar® охватывает весь диапазон мощности охлаждения от 1000 люмен до 6000 люмен, что позиционирует их как в разработках направленного света, так и в светильниках направленного света и светильниках для магазинов. Модульность в светодиодных двигателях, которые могут быть установлены либо непосредственно, либо с помощью держателя светодиода (ссылка BJB, TE Connectivity, Bender Wirth), соблюдается в каждой конструкции. Вдобавок к этому были добавлены некоторые практические функции, такие как два закрытых кармана для проводов по бокам, которые позволяют направлять проводку от светодиодного двигателя к задней стороне за пределами видимого поля. Помимо широко используемых черных анодированных версий, MechaTronix также выбрала на этот раз «чисто-белое» гальванопокрытие в качестве опции, подчеркивающее высококачественный внешний вид и сочетающееся с преимущественно белым внешним видом как светодиодных двигателей, так и светодиодов. держатели.

Подробнее о дизайнерских светодиодных охладителях CoolStar® »

MechaTronix

MechaTronix со штаб-квартирой в г. высококачественное светодиодное охлаждение. От прожекторного кулера в несколько тысяч люмен до верхнего света для национальной футбольной арены — широкий ассортимент светодиодных кулеров стал доступным в стандартной комплектации. Глубокие знания в области управления температурным режимом в сочетании со страстью к освещению и эстетике обеспечивают непомерную позицию на рынке, которую MechaTronix занимает сегодня. Мы призываем вас идти рука об руку с нами в разработке следующего дизайна светодиодного охлаждения и гарантируем вам уникальное путешествие.

Продолжить чтение о MechaTronix »

Обзор продукта »

Adura LED Cooling

2X2MX квадратные светодиодные двигатели

2×6 прямоугольные светодиодные двигатели

3×11 прямоугольные светодиодные двигатели

Держатели светодиодов Bender+Wirth

Электрическое соединение без пайки
Пассивные и активные охладители светодиодов

Подходит для всех основных брендов LED COB

без дополнительной доработки

Держатели светодиодов BJB

Соединители для прожекторов светодиодов
Пассивные и активные охладители светодиодов

Подходит для всех основных брендов светодиодов COB

без дополнительной доработки

Bridgelux LED Cooling

Звездообразная и квадратная светодиодная матрица ES,

Светодиодная матрица RS, серия V,

Охладители светодиодов для серии Vero, Décor

Серия Vero, светодиодная матрица Xenio

Cezos LED Охлаждение

Двигатели Cezos 2x2MX LED,

Светодиодные двигатели 2×6,

Светодиодные двигатели 3×11

Светодиодные охладители для садоводства

Citizen Citiled светодиодный охлаждение

CLU550, CLU700/710/720/730,

CL058, CLU026/036/046/056,

CLU024,034,044,054,

CLU022032042054454,

CLU022032042054,

.

Cree XLamp LED Cooling

XLamp CMT 14/19/28

CMA 13/15/18/25/30

CXA и CXB 13/15/18/25/30/35

Пассивные и активные решения

Утвержденные тепловые расчеты

Edison Opto LED Cooling

Edipower II SD/HS/HV/HR

Edipower II HM LED COB’s

EdiLex Zhaga book 3 LED охлаждение

LED bar охлаждение для светодиодных лент

GE Infusion LED Cooling

Infusion M-серии GEN2 и GEN3

Модули точечного освещения, серия DLM

Модули направленного света, серия NPM

Модули узкого перфоратора

Ledil LED Cooling

Для линз Strada 2x2MX

Strada IP 2×6

Stella HB/Fresnel/DWC2

Florence 3r-IP 3×11

LG Innotek LED Cooling

LEMWM18 10 Вт/13 Вт/17 Вт/24 Вт,

LEMWM28, Eagle Eye LED COB

Пассивные и активные решения

Утвержденные тепловые схемы

Lumileds LED Cooling

Luxeon COB 1203, 1204,1205, 1208,

1211, 1216, 1812, 1321, 1825

Luxeon SunPlus Horti LED COB

Luxeon SunPlus 20 и SunPlus 35 LED двигатели

Охлаждение светодиодов Luminus

Светодиодная матрица XNova,

CLM-9/14/22,

CXM-9/11/14/22/32,

CHM-9/11/14/22

Светодиодный драйвер MEAN WELL

Стандартные охладители для HBG-60,

HBG-100, HBG-160, HBG-240 LED

Драйверы для высоких пролетов

Кабели LCM SYNC

Светодиодное охлаждение Nichia

Стандартный COB

Светодиод высокой плотности COB

Пассивные и активные решения

Утвержденные тепловые расчеты

Osram LED Cooling

PrevaLED Core AC/DC PRO/Z4,

PrevaLED Cube AC/G2

Пассивные и активные решения

Утвержденные тепловые схемы

Osram OS LED Cooling

Soleriq COB S13, S19,

Светодиодные двигатели Horti с Oslon SSL и

Специальные спектры Oslon Square

2x2MX, 2×6, 3×11, CoolGrow® LOB

Светодиодное охлаждение Philips

Официальное охлаждение Fortimo SLM и DLM

ECO Partner

Весь спектр светодиодных радиаторов от

800 лм до 10 000 лм

Prolight Opto LED Cooling

PACB, PACC, PACD, PACE, PACF,

PACG, PANA, PABA, PABB, PABS,

Серия LED COB

От 555 люмен до 20 000 люмен

Seoul Semiconductor LED Cooling

COB LED серии ZC

Светодиодные модули Acrich AC Zhaga

700–6000 люмен

Пассивные и активные охладители светодиодов

Sharp LED Cooling

Светодиодные модули Intermo

Mini Zenigata, Mega Zenigata,

Tiger Zenigata

до 10 000 люмен

Tridonic LED Cooling

Talexx SLE Gen3/Gen4/Gen5/Gen6,

DLE Gen2/Gen3, FLE Gen1

Пассивные и активные решения

Утвержденные тепловые схемы

Vossloh Schwabe LED Cooling

Luga Shop Zhaga Светодиодные модули

Luga Industrial до 10 000 люмен

Пассивные и активные решения

Утвержденные тепловые схемы

Xicato LED Cooling

XSM, XIM, XTM, XLM LED модули,

XOB LED COB высокой плотности

Официальный партнер

Пассивные и активные решения

Утвержденные тепловые расчеты

Стандартное охлаждение светодиодов Zhaga

Книга 2, Книга 3, Книга 5

Книга 6, Книга 10, Книга 11

Непосредственная установка или с Zhaga

Держатель/соединитель светодиода

Самая популярная система охлаждения светодиодов

MechaTronix — Тепловой расчет

Расчет требуемого теплового сопротивления охладителя светодиодов Rth

В этом документе мы покажем, как рассчитать требуемое тепловое сопротивление охладителя светодиодов.

В качестве примера возьмем светодиодную модель COB, которая имеет номинальный прямой ток If 450 мА и максимальный прямой ток 900 мА.

Мы будем управлять модулем при прямом токе 500 мА с прямым напряжением Vf 35,5 В.

Максимальная температура корпуса Tc составляет 105°C, но в нашей конструкции мы стремимся к температуре корпуса в течение всего срока службы 75°C.

Температура окружающей среды для нашего применения составляет 35°C.

Светодиодный светильник можно рассматривать как электрическую схему с термическим сопротивлением светодиода внутри, материалом интерфейса и охладителем светодиода.

Электрическая мощность Pe = Vf x If или 35,5 В x 0,5 А = 17,75 Вт.

Рассеиваемая мощность Pd = Pe x КПД, где КПД COB составляет около 32% или 17,75 Вт x 0,68 = 12,07 Вт.

Это количество энергии, которое необходимо охладить.

dT – разница между температурой корпуса Tc, которую мы хотим получить, и температурой окружающей среды Ta

dT = Tc = Ta или 75°C – 35°C = 40°C

Охладитель светодиода + материал термоинтерфейса Rth = dT / Pd = 40°C / 12,07 Вт = 3,31°C/Вт

Используемый термоинтерфейс оказывает большое влияние на производительность.

Мы рекомендуем использовать либо арктическое серебро, хорошую термопасту, либо тонкую термопрокладку с фазовым переходом от 0,1 до 0,15 мм, либо графитовую термопрокладку.

В этом случае тепловое сопротивление материала интерфейса будет между 0,1 и 0,2°C/Вт.

Это сопротивление интерфейса вычитается из расчетного сопротивления интерфейса, чтобы определить эффективность охлаждения, которой должен обладать ваш радиатор.

Итак, правый радиатор = 3,31°C/Вт – 0,2°C/Вт = 3,11°C/Вт макс.

Любой охладитель светодиодов, у которого тепловое сопротивление (нижнее значение) выше 3,11°C/Вт в условиях атмосферного воздуха, приведет к тому, что температура Tc корпуса нашего светодиода останется ниже требуемых 75°C.

Имейте в виду, что корпус вокруг охладителя светодиодов, наклон и другие изменения могут повлиять на производительность охладителя светодиодов — свяжитесь с нами, если потребуется помощь.

Лабораторные измерения необходимого светодиодного охладителя

Компания MechaTronix провела более 1000 часов лабораторных измерений сочетания светодиодных COB и модулей ведущих мировых производителей светодиодов с различными светодиодными охладителями и альтернативными токами возбуждения.