Visoke snage LED (LED diode velike snage) mogu biti jaki u jednom milliwatts LED 350 ili više. Najviše energije u LED pretvara više topline od svjetlosti (oko 70% topline i 30% svjetlosti). Vrućina ne biti rasipanja, led na vrlo visokim temperaturama. To smanjuje ne samo učinkovitost smanjuje, ali skraćuje život LED. Dakle, termalni upravljanje visoke snage led je glavna područja istraživanja i razvoja. Je potrebno, spoj temperatura (Engl.: temperatura) aujf vrijednost za ograničavanje, koji osigurava željenu LED život.
Prijenos topline
Da je niska temperatura, koji je održavanje visoke performanse LED, treba razmotriti svaku mogućnost topline led. Topline (provođenje), raspršivanje zrakom (konvekcijom) i zračenjem su tri načina prijenosa topline. Obično, led u prozirnu smolu encapsulated, koji je siromašni vodič topline. Gotovo sve generirane topline je prošao kroz leđa čip. Toplina se generira p-n spoj od električne energije je pretvoriti u korisno svjetlo. Idi lemljenje točka na PCB i PCB za hlađenje dugo udaljenost od spajanja točku i onda se hraniti atmosferi vanjski okoliš.
Spoj temperatura je niža, toplinska impedancija je manje ako je temperatura okoline niska. Kako bi se povećala koristan temperatura okoliša za dano power PC rasipanje, ukupna toplinska otpornost od križanja na okoliš mora biti minimiziran.
Vrijednosti za otpornost na temperature variraju ovisno o materijalu i susjedne dijelove. Na primjer raspona RJC (toplinski otpor spajanja slučaj) ovisi o LED proizvođača 2.6 ° C / W se na 18 ° C / W. Toplinska otpornost toplinska sučelje materijal (također TIM: Toplinska sučelje materijal) može također varirati ovisno o vrsti materijala. Zajednički Paul j. Hayes su epoksi, termalne paste, ljepilo i lemljenje. LED diode velike snage često su montirani na metalnom jezgrom tiskanim pločama (MCPCB) koje su priključene na heatsink. Topline kroz metalnu pločicu modula i hlađenje hlađenje onda raspršila konvekcije i zračenja. Uz izgradnju i dizajn heatsink su površine glatkost i kvalitetu svake komponente, pritisak, površinu, toplinski vodljivi materijal i njegova debljina. Ovo su LED kroz rasap parametara za otpornost na zagrijavanje ili hlađenje.
Pasivno hlađenje
Faktori za pasivno hlađenje za učinkovito toplinska upravljanje LED diode velike snage su:
Toplinska ljepilo
Toplinska ljepilo se obično koristi za spajanje LED pločica i ploča onda s heatsink. Koristeći toplinske vodljivo ljepilo možete optimizirati topline.
Hlađenje
Hlađenje značajno doprinosi uklanjanju topline. Radi kao vodič koji provodi toplinu iz LED izvora na vanjski medij. Hlađenje može izvući energiju na tri načina: provođenje (provodljivost: topline unutar je ili čak od jedne čvrste u drugi), konvekcija (prijelaz topline iz čvrstog do premještanja tekućina, za većinu LED aplikacija je protok zraka u prostoru) ili zračenja (prijenos topline s dva tijela različitih temperatura površine toplinska zračenja).
- Materijal:
Toplinska vodljivost materijala sastoji se od heatsink direktno utječe na rasipanje toplinske provodljivosti. Normalno, aluminij se koristi zbog dobra cijena / performanse omjer. Stan hladila je, unatoč visoke cijene kupovine često koristi bakar. Novi materijali čine termoplastični materijali koji se koriste, ako potreba topline su niži od normale (z.Bsp.) često u potrebi za doma ili složene oblike u brizganje procesa su korisni. Tehnička rješenja često imaju više djelotvoran prijenos topline (ne toplote) od bakra u manje tjelesne težine nego aluminij. Grafit se smatra egzotično hlađenje rješenje i je skuplji u proizvodnji. Toplinske cijevi mogu dodati toplinu odvodi od aluminija ili bakra, previše, da se smanji otpor širenju.
- Obrazac:
Prijenos topline odvija na površini ujednačeno. Stoga hladnjak bi trebao biti dizajniran, da su velike površine. To se može postići korištenjem velikog broja dobro rebra ili po heatsink sama će se proširiti.
Iako veće površine dovodi do bolje hlađenje izvedbe, dovoljno prostora mora postojati između rebara generirati znatne temperaturne razlike između heatsink i okolnog zraka. Ako rebra su preblizu su zrak između mogu imati skoro ista kao rebra tako da nema topline odvija. Stoga, više hladjenje automatski dovesti do više rashladni kapacitet.
- Površinska obrada:
Toplinsko zračenje topline odvodi je u funkciji površine, posebno na višim temperaturama. Oslikane površine je veće emisije od svijetle, jasne površine. Učinak je najistaknutiji u stan toplinu odvodi, gdje je raspršila trećina topline zračenjem. Osim toga, savršen stan površina omogućuje korištenje tanje termalne paste, što smanjuje toplinski otpor između hladnjak i LED izvora. S druge strane, toplinska otpornost je smanjena za eloksiranje ili jetkanje.
- Način montaže:
Hlađenje tijela nosače vijcima ili opruge su često bolje od konvencionalne isječke, toplinska ljepilo ili traka. Za prijenos topline između LED izvori oko 15 w i LED hladnjaka, preporučamo da koristite visoko provodljivost toplinske sučelje materijal (TIM), koji je toplinski otpor putem sučelja manje od 0,2 K / W. Trenutno, najčešće Metodije iskorišten je faza promjena materijal koji se primjenjuje u obliku fiksne jastuk na sobnoj temperaturi, zatim pretvara u guste gelastu tekućinu, ako se diže iznad 45 ° C.
Zagrijavanje cijevi i parne komore
Imaju Pasivno zagrijavanje cijevi i parna komora i njihova Toplinska vodljivost je jako učinkovito po 10.000 do 100.000 W / mK. Oni nude sljedeće prednosti u toplinsko upravljanje LED:
- Transport topline na drugi hlađenje tijela s najmanji temperaturni pad
- Isothermisiert prirodnom konvekcijom topline smanjenje, povećana učinkovitost i smanjena veličina. Poznat je slučaj u kojem osim pet toplinske cijevi Wärmesenkenmasse 34% do 4,4 kg smanjena na 2,9 kg.
- visoke topline toka izravno ispod LED učinkovito na niže topline toka, koje može biti izvedeno lako.
PCB (Eng.: tiskane pločice, prešanih ploča ili ploča)
- MCPCB:
MCPCB (metalna jezgra PCB) su ploče koje sadrže kovina materijale za distribuciju topline kao sastavni dio tiskane pločice. Metalna jezgra obično se sastoji od aluminijske legure. MCPCB ima prednost dielektrična polimerni sloj s visoka Toplinska vodljivost.
- Odvajanja:
Odvajanje LED ploče LED upravljački sklop sprječava da koji vozač povećava temperatura na LED.
Odbora premaz
- Aditivni proces:
Tiskane ploče se primjenjuju u procesu proizvodnje za stvaranje vodljive tvari vodljivi struktura površina na nosač materijal. Dok je glava primjenjuje se samo na navedeni glavni željeznički sliku. S druge strane, ovo je ostao daleko u Subtraktiv postupku. U osnovi, daje izravne veze s aluminijskim hlađenje; Dakle, nema dodatni materijal toplinska veze je potrebno za sklop. To smanjuje toplinu entenden vodič slojeva i termalne područje. Obrade, vrste materijala i količine materijala su smanjene.
Aluminija PCB (IMS sklopove za izolirane metalne podloge)-povećava toplinska veze i nudi visoke dielektrične probojni napon. Materijala stajati do 600 ° C topline. Krugovi su montirani izravno na aluminijskim podlogama, tako da nema Toplinska provodljivost materijala su potrebni. Na temperatura led do 10 ° c može se smanjiti poboljšana toplinska veze. Time autor smanjiti broj LEDs na ploču potrebno, povećava performanse za svaku LED. Isto tako veličina podloge može se smanjiti upoznati dimenzionalne granice Unkungen. To se pokazuje da LED uvelike povećao smanjenju temperature prijelaza u život.
Kućište obrazac
- Flip chip:
LED čip je montiran lice dolje na nosač, koji obično se sastoji od silicija ili keramičke i koristi se kao topline difuzor i nosač podloge. Flip-čip veze može eutektisch, bogato olovo, olovo ili zlato kućanstava. Primarni izvor svjetla dolazi sa stražnje LED čip. Između svjetlo odašiljač i lemljenje spojeva reflektirajući sloj je obično izgrađen odražavaju svjetla odašiljanog prema dolje. Nekoliko tvrtki iskoristiti Lak udarac-čip paket za svoje visoke snage LED, što smanjuje toplinski otpor LED oko 60%. Istodobno, dobiva se toplinska pouzdanost.
