一, zayıf ısı dağılmasının teknik ilkeleri ve termal yönetim zorlukları
LED doğrusal lambaların ısı yayılma sistemi genellikle LED yongaları, substratlar, termal iletken malzemeler, ısı lavaboları ve kabuklardan oluşur. Eşik (genellikle 120 dereceye eşit veya eşit) .
Termal direnç kaynaklarının analizi
Arayüz termal direnci: Chip ve substrat arasındaki temas termal direnci ile substrat ve ısı batması (toplam termal direncin yaklaşık% 30'unu -50}}), yüzey düzlüğü, basınç ve termal yağ kalınlığı . gibi faktörlerden etkilenir.
Malzeme Termal Direnç: Alüminyum substratın termal iletkenliği (1-3 w/m · k) bakırdan (400W/m · k) çok daha düşüktür ve yüksek güçlü LED doğrusal lambalar bakır veya seramik substratlar gerektirir .
Konveksiyon Termal Direnç: Doğal konveksiyon düşük ısı yayılma verimliliğine sahiptir ve ısı yayılma yüzgeçleri veya ısı yayılma kapasitesini iyileştirmek için kuvvet konveksiyonu (FAN) alanını arttırmak gerekir .
Kavşak sıcaklığı ve performans arasındaki nicel ilişki
Arrhenius modeline göre, LED'in ömrü katlanarak bağlantı sıcaklığı ile ilişkilidir:
L₂ = L₁ × 2^(ΔT/10)
(L ₁ başlangıç ömrüdür, Δ t bağlantı sıcaklığındaki değişikliktir)
Örneğin, bağlantı sıcaklığı 85 dereceden 115 dereceye yükselirse, ömre orijinal . 'in 1/8'e kısaltılacaktır.
2, zayıf ısı dağılmasının neden olduğu beş temel sorun
1. Hafif Çürümenin Hızlanması ve Renk Sıcaklığı Vardiyası
Işık zayıflatma mekanizması: Yüksek sıcaklık, floresan tozunun verimliliğinde bir azalmaya ve çipin kuantum verimliliğine yol açar . Yıllık ışık akısının% 15'e ulaşabilir -30% (normal tasarım% 3'ten daha az veya eşit olmalıdır) .
Renk Sıcaklığı Değişimi: Kavşak sıcaklığı arttıkça, mavi ışık bileşeni artar ve renk sıcaklığı 4000K'dan 5000K'nın üzerine çıkabilir ve aydınlatma konforunu etkileyebilir .
Durum: Kötü ısı dağılımı nedeniyle, belirli bir alışveriş merkezindeki doğrusal bir LED ışığının aydınlık akısı, bir yıllık kullanımdan sonra başlangıç değerinin% 65'ine düştü ve 800K ile değişti, bu da müşteri şikayet oranında% 40 artış .}
2. kısaltılmış ömrü ve artan bakım maliyetleri
Yonga arızası: Yüksek sıcaklık, altın tel kırılmasına ve lehim eklemi ayrılmasına neden olur ve açık veya kısa devrelere yol açar .
Kondansatör hatası: Sürücüdeki elektrolitik kapasitörün ömrü, yüksek sıcaklıklarda 1000 saatten daha azına kısaltılır (normal tasarım 5000-10000 saat olmalıdır) .
Maliyet Karşılaştırması: Kötü ısı dağılmasının neden olduğu yıllık değiştirme maliyeti, 3-5 yüksek kaliteli ısı yayılma çözümlerinin katlarıdır .
3. güvenlik riskleri ve yangın tehlikeleri
Malzeme Yaşlanma: Yüksek sıcaklık, PC kapakları ve silikon contalar gibi malzemelerin yaşlanmasını hızlandırır, bu da ışık geçirgenliğinde azalmaya ve su geçirmez performansın arızalanmasına yol açar .
Termal Kaçak: Kavşak sıcaklığı 150 dereceyi aşarsa, çip tükenmişliğine veya hatta yangına neden olabilir . Bir fabrika deposu, LED doğrusal ışıkların aşırı ısınması nedeniyle ateş yaktı, bu da doğrudan ekonomik kayıpların 2 milyon yuan'ı aşmasına neden oldu {}}}
4. artan titreme ve elektromanyetik parazit (EMI)
Sürücü Aşırı ısınma: Yüksek sıcaklık, sürücüde bileşen parametre sürüklenmesine neden olur, bu da çıkış akımı dalgalanmalarının artmasına ve titremeyi tetiklemeye neden olur .
EMI bozulması: Mantıksız ısı emici tasarımı, anten etkileri ve radyasyonun standardı aşmasına neden olabilir ve çevredeki elektronik cihazları etkileyebilir .
5. dengesiz performans ve azaltılmış enerji verimliliği
Termal Sürüklenme: Kavşak sıcaklığındaki artış, ileri voltajda (VF) bir azalmaya yol açar ve sürücünün parlaklığı korumak için akımı dinamik olarak ayarlaması ve sistem karmaşıklığını artırması gerekir .
Enerji Verimliliği Azaltma: LED'in kuantum verimliliği yüksek sıcaklıklarda azalır ve gerçek aydınlık verimliliği 120lm/w'den 90lm/w'ye düşebilir .
3, endüstri vakaları ve başarısızlık analizi
Durum 1: Bir metro tünelinde LED doğrusal ışıkların parti hatası
Hata fenomeni: 6 aylık kurulumdan sonra, lambaların% 30'u hafif bozulma% 50'yi aştı ve şiddetli titreşim gösterdi .
Test Sonuçları:
Ölçülen bağlantı sıcaklığı 135 dereceye ulaştı (tasarım değeri 95 dereceye eşit veya eşit);
Radyatör ve substrat arasındaki termal iletken silikon yağın kalınlığı 0.3 mm'yi aşar (standart 0.1 mm'ye eşit veya eşit olmalıdır);
Alüminyum profil radyatörünün yüzgeçleri arasındaki boşluk çok küçüktür, bu da doğal konveksiyonu engeller .
Çözüm: 0 . 1mm termal iletken silikon gresini kullanın, bunun yerine radyatör yüzgeçlerinin düzenini optimize edin, bağlantı sıcaklığını 88 dereceye düşürün ve arıza oranını%1'in altına düşürün.
Durum 2: Üst düzey bir otelde LED doğrusal ışıkların renk sıcaklığı sapması hakkında şikayet
Hata fenomeni: 1 yıllık kullanımdan sonra, renk sıcaklığı 3000K'dan 4500K'ya yükseldi ve müşteri tam bir yedek istedi .
Ana neden:
Sürücü sabit bir akım kaynak tasarımı benimsemez ve akım kavşak sıcaklığının artmasıyla artar;
Floresan toz formülünün sıcaklık direnci yetersizdir ve uyarma verimliliği yüksek sıcaklıklarda azalır .
İyileştirme Önlemleri: Sürücüyü sabit akım ve sabit voltajın ikili bir moduna yükseltin, yüksek sıcaklıkta dirençli floresan tozuna geçin ve renk sıcaklığı stabilitesini ± 150k . içinde iyileştirin
4, Isı Dağılımı Optimizasyonu Çözümleri ve Teknolojik Eğilimler
1. Soğutma sistemi tasarımının optimizasyonu
Malzeme Yükseltmesi: Geleneksel alüminyum substratları alüminyum nitrür (ALN) substratlarıyla (170W/m · k termal iletkenlik ile değiştirin .
Yapısal İnovasyon:
Mikrokannel Isı Dağılımı Teknolojisi: Konveksiyon verimliliğini artırmak için lazer gravür yoluyla ısı emicinin içinde mikro ölçekli kanallar oluşur;
Faz Değişikliği Isı Dağılımı Malzemesi (PCM): Isı lavabonunu parafin balmumu gibi PCM ile doldurun ve anlık ısıyı emmek için faz değişiminin gizli ısısını kullanın .
Durum: Belirli bir LED lineer lamba markası, ısı emicinin hacmini% 30 oranında azaltan ve bağlantı sıcaklığını 15 derece azaltan mikrokanal ısı dağılmasını benimser.
2. Akıllı sıcaklık kontrolü ve aktif ısı dağılımı
Termokupl İzleme: Bir bağlantı sıcaklığı hakkında gerçek zamanlı geri bildirim sağlamak için çipin yakınındaki termokuplları sürücüye entegre edin .
Fan Hızı Düzenlemesi: Kavşak sıcaklığı eşiği aştığında, fan otomatik olarak ısı yayılma verimliliğini artırmaya başlar .
Enerji Verimliliği Karşılaştırması: Akıllı sıcaklık kontrol çözeltisi, düşük yüklerde lambanın fanını kapatabilir ve% 20 tasarruf sağlayabilir -30% enerji .
3. simülasyon teknolojisi ve standart tasarım
Termal Simülasyon Yazılımı: Isı transferini simüle etmek ve ısı lavabolarının boyutunu ve düzenini optimize etmek için ANSYS ICEPAK gibi araçları kullanın .
Endüstri Standartları: Isı dağılma tasarımının kantitatif olarak doğrulanabilmesini sağlamak için LM -80 (hafif zayıflama testi), TM -21 (yaşam tahmini), IEC 62717 (performans gereksinimleri) ve diğer özelliklere uyun .
4. Gelişen Isı Dağılımı Teknolojilerinin Keşfi
Grafen Isı Dispidasyon Filmi: 5300W/M · K termal iletkenliği, kalınlık 0 . 03mm içinde kontrol edilebilir.
Sıvı Soğutma Isı Dağılımı: Ultra yüksek güç LED doğrusal lambalarda bir mikrokanal sıvı soğutma sisteminin getirilmesi, bağlantı sıcaklığı 65 derecenin altında kontrol edilebilir .
5, önleyici önlemler ve kullanıcı rehberi
Öneriler Satın Alın
UL ve CE sertifikasını geçen ürünleri seçmeye ve LM -80 raporundaki bağlantı sıcaklığı verilerini görüntüleyin .
Isı lavaboları olmadan veya plastik kılıflarla ucuz LED doğrusal ışıkları seçmekten kaçının .
Kurulum Özellikleri
Aydınlatma armatürlerinin kurulum alanında iyi havalandırma sağlayın, tavanla yakın temastan kaçınır veya ısı yayma deliklerini engeller .
Yüksek sıcaklık ortamları (mutfaklar ve kazan odaları gibi) IP65 koruma seviyesi ve zorla konveksiyon ısı dağılımı ile aydınlatma armatürlerinin kullanılmasını gerektirir .
Bakım noktaları
Toz birikimini ve termal dirençte artışı önlemek için her altı ayda bir radyatörün yüzey tozunu temizleyin .
Bir kızılötesi termometre kullanarak aydınlatma fikstürünün yüzey sıcaklığını düzenli olarak kontrol edin ve 65 dereceyi aşarsa, . hemen araştırın
