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Fábrica de luces de inundación led de China | Explique en detalle la disipación de calor de lámparas y linternas

Agosto 28, 2022

Como todos sabemos, el LED (diodo emisor de luz), diodo emisor de luz, es un dispositivo semiconductor de estado sólido que puede convertir directamente la energía eléctrica en energía luminosa. El corazón del LED es un chip semiconductor. Un extremo del chip está unido a un soporte, que es el electrodo negativo, y el otro extremo está conectado al electrodo positivo de la fuente de alimentación. Todo el chip está encapsulado con resina epoxi.

 

La oblea semiconductora consta de dos partes, una parte es un semiconductor de tipo P, en el que dominan los agujeros, y el otro extremo es un semiconductor de tipo N, donde se encuentran principalmente los electrones. Pero cuando los dos semiconductores están conectados, se forma una "unión P-N" entre ellos. Cuando la corriente actúa sobre la oblea a través del cable, los electrones serán empujados a la región P, donde los electrones y los huecos se recombinan, y luego emiten energía en forma de fotones, que es el principio de la emisión de luz LED. La longitud de onda de la luz determina el color de la luz, que está determinado por el material que forma la unión P-N.

 

En el proceso de conversión de energía eléctrica en energía luminosa por el LED, cuando la corriente fluye a través de los componentes del LED, la temperatura de la unión PN aumentará, formando el llamado calentamiento luminoso, es decir, cuanto mayor sea la corriente, mayor la temperatura y mayor el brillo de la luz. Mucha gente aquí puede decir, si este es el caso, ¿por qué controlar la temperatura del LED?

 

Para comprender este problema, primero echemos un vistazo a cómo la temperatura excesiva afecta los LED y las lámparas LED.

 

    El efecto de la temperatura en los LED

 

①LED se compone principalmente de soporte, pegamento plateado, chip, alambre dorado (alambre de cobre) y resina epoxi. A excepción del soporte y la resina epoxi, el daño de los otros tres materiales puede causar directamente que el LED deje de funcionar, y la temperatura excesivamente alta del LED es exactamente la némesis de los tres materiales anteriores. En un ambiente de alta temperatura, la disminución de la luz del LED aumentará, reduciendo la vida útil del LED, e incluso el cable dorado (cable de cobre) puede quemarse en un instante, causando que el LED se dañe directamente.

 

② Un solo LED no puede satisfacer directamente las necesidades de uso. A menudo acompañado por el LED, también hay una fuente de alimentación LED (controlador). La fuente de alimentación en sí es un cuerpo de calefacción y tiene sus propios requisitos de resistencia a la temperatura. Si la temperatura es demasiado alta, la fuente de alimentación se inhabilitará o incluso se dañará, lo que provocará que las lámparas LED no funcionen correctamente.

 

Por lo tanto, es urgente resolver el problema de la temperatura de los LED y las lámparas LED, es decir, la disipación de calor.

 

    Principio de disipación de calor.

 

La disipación de calor en el sentido tradicional es la llamada transferencia de calor, y el principio de transferencia de calor tiene los siguientes tres puntos:

 

 1 conducción

 

Como todos sabemos, el calor se puede conducir a través de un medio y se puede transferir desde una posición donde la temperatura es demasiado alta a una posición donde la temperatura es demasiado baja. En este caso, la conductividad del material, la resistencia térmica causada por la estructura del disipador de calor y la forma y el tamaño pueden interferir con la transferencia de calor.

 

 2 Radiación

 

El profesor de física de la escuela secundaria nos dijo que el calor sube. De hecho, esta es la llamada radiación, que está muy limitada al entorno circundante y al material del propio radiador.

 

 3 Convección

 

Las personas que compran un edificio deberían haber escuchado el concepto de un edificio de una sola planta. Las ventas generalmente dicen que un edificio así es muy bueno, y es cierto. La llamada convección consiste en disipar calor a través del flujo de gas o líquido, y su tasa de disipación de calor generalmente depende del flujo. Si desea lograr la velocidad en el cuerpo de la lámpara, es difícil (considerando factores como la impermeabilidad y las normas de seguridad), pero no sin referencia específica a los siguientes productos.

 

 

 

De los tres puntos anteriores de disipación de calor, el más utilizado en lámparas ahora es la conducción de calor, que también es el tema en el que nos centramos hoy.

 

    Conduccion de calor

 

Los amigos que lean el texto anterior deben notar que hay tres puntos que afectan la conducción del calor, el material, la estructura y el tamaño.

 

 1 materia

 

Cuando se trata de materiales, tenemos que hablar de la composición de las lámparas LED. En primer lugar, una de las lámparas LED más comunes se compone de disipadores de calor (cuerpos de lámpara), LED, sustratos, controladores de potencia y componentes ópticos. Entre ellos, el cuerpo calefactor incluye LED y dos controladores, y el disipador de calor incluye un radiador, un sustrato o un elemento óptico de aluminio (la conductividad térmica es casi insignificante).

 

disipador de calor

 

Los radiadores de las lámparas LED generalmente están hechos de aluminio, que se dividen en dos categorías, aluminio estirado hecho principalmente de aluminio como AL6060 y aluminio fundido a presión hecho principalmente de ADC12. Entre ellos, la conductividad térmica de ADC12 es de 96,7 w/m ℃ y los materiales de aluminio como AL6060 son de 198~250 w/m ℃. Este último es mejor que el primero en términos de conductividad térmica. Algunas personas pueden preguntar aquí, ya que los materiales de aluminio como AL6060 La conducción del calor es tan buena, ¿por qué aparece ADC12?

 

①Aluminio fundido a presión ADC12, que se puede producir en masa rápidamente y puede cumplir con los requisitos generales de la estética del diseño (se puede presentar casi cualquier forma que se le ocurra), pero debido a la baja capacidad de cambio y al alto costo del molde de diseño, generalmente se usa cuando el tamaño no es muy grande. , en productos que no necesitan ser modificados, y también debido a su precio relativamente barato, ha ocupado durante mucho tiempo el mercado de conchas.

 

②Aluminio estirado, fuerte conductividad térmica, el bajo costo del molde es generalmente una décima parte del de los moldes de fundición a presión, flexible en cambios de longitud y procesamiento rápido y producción en masa. Sin embargo, las razones por las que no puede ocupar completamente el mercado de la carcasa son las siguientes: dureza insuficiente, es fácil de deformar y la apariencia solo se puede estirar, con pocos cambios, que no pueden cumplir con los requisitos de apariencia del mercado.

 

Combinando los dos puntos anteriores, se puede concluir que el aluminio estirado con disipación de calor es mejor que el aluminio fundido a presión, y la apariencia práctica de este último es mejor que la del primero, lo que depende de los requisitos de costo y apariencia del diseño. .

 

sustrato

 

Además de la cubierta, el sustrato también es uno de los disipadores de calor más importantes. Los sustratos de disipación de calor comunes que se pueden usar en las lámparas LED en el mercado incluyen sustratos de cobre y sustratos de aluminio. Entre ellos, el sustrato de cobre de conductividad térmica es mejor que el sustrato de aluminio, pero el precio es relativamente alto. , La mayoría de los diseñadores o empresas elegirán sustratos de aluminio como disipadores de calor.

 

 2 Estructura

 

①La apariencia puede usar el diseño de aleta que se muestra en la figura a continuación.

 

 

 

②En la etapa inicial del diseño, debe pensar en la ubicación de los componentes electrónicos para evitar fuentes de calor comunes, como se muestra en los siguientes diagramas.

 

 

 

③Con el permiso de la estructura, es mejor no fijar la posición de la fuente de alimentación en la parte inferior de la fuente de luz, porque según el principio del flujo de calor, el calor sube. En el caso de que sea realmente imposible de controlar, es mejor reservar la distancia de conducción a más de 3 cm (en cuanto a por qué, por favor, conozca los conocimientos relacionados con la conducción de calor de Baidu). El plano de diseño es como se muestra a continuación.

 

 

 

 3 tamaños

 

No voy a entrar en detalles sobre esto. Por ejemplo, un metro cuadrado de material puede exportar 1 W de calor y un metro cuadrado de material puede exportar 100 W de calor. El concepto es muy claro, y no hay necesidad de entrar en detalles. Solo se puede recomendar aquí, dentro de un rango razonable. Elija un tamaño razonable en el interior.

 

    Malentendido de disipación de calor

 

Después de leer la información anterior, muchas personas deben comprender que la conductividad térmica es muy importante para la disipación de calor de las lámparas, por lo que muchas personas elegirán mejores materiales de disipación de calor, por lo que son supersticiosos acerca de los llamados precios altos que no han sido verificados por muchas fiestas Material, de hecho, se ha encontrado experimentalmente que usando aluminio ordinario para la disipación de calor, después de muchas pruebas, la temperatura del disipador de calor es solo 3-5 ° más alta que algunos materiales de disipación de calor de alta tecnología. Un material con excelente conductividad térmica solo puede reducir la temperatura entre 3 y 5° cuando la resistencia térmica es cero, pero el costo es otra cuestión.

 

Además del material, también hay muchos malentendidos sobre el tubo de calor. En primer lugar, ¿qué es un tubo de calor? Un tubo de calor (llamado tubo de calor) es un material especial con uniformidad de temperatura rápida. Las características de la tubería de calor y sus características de uniformidad de temperatura rápida hacen que tenga un excelente rendimiento superconductor térmico; Las referencias geotérmicas naturales, etc., desempeñan el papel de conducción rápida del calor y son los componentes térmicos (que no disipan el calor) más comunes y eficientes en los dispositivos disipadores de calor de los productos electrónicos actuales.

 

Esta introducción suena muy bien, pero el calor del disipador de calor eventualmente debe ser eliminado por convección de aire. Sin el apoyo de las aletas de refrigeración, el tubo de calor pronto alcanzará el equilibrio térmico y la temperatura aumentará junto con el disipador de calor. Eso no tiene mucho sentido. Si agrega aletas a la tubería de calor, eventualmente usará las aletas para disipar el calor, y el punto de contacto entre las aletas y la tubería de calor no es tan bueno como otros métodos, y también conducirá a un aumento en el costo y el calor. disipación. El efecto no mejora. Por lo tanto, cuando use tubos de calor, trate de considerar la racionalidad de su estructura y no los use a ciegas.

 

Hay tres puntos de disipación de calor, conducción, convección y radiación. He explicado la conducción y la convección. A continuación, hablemos de la radiación. De hecho, no tiene mucho sentido para la disipación de calor de las lámparas. Sin embargo, muchas personas escucharán lo que dicen los fabricantes sobre los nanómetros. Materiales radiantes o algo así, de hecho, esto es realmente insignificante para las lámparas. ¿Por qué? En primer lugar, para las lámparas, el rango de temperatura es de aproximadamente 50-80°, y en este caso, incluso si el material de radiación alcanza la capacidad de radiación de la radiación de cuerpo negro, puede reproducir un máximo de un pequeño porcentaje de la disipación de calor, y el propio revestimiento dificulta la conducción del calor, afectando así a la disipación del calor de las lámparas.

 

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