Как LED радиаторът разсейва топлината?

Радиаторът на LED лампата е щателно проектирана „система за транспортиране на топлина“. Целта му е бързо да "транспортира" топлината, генерирана от LED чипа, в околния въздух, предотвратявайки прегряване и повреда на чипа.

 

 

Този процес основно разчита на три основни физични метода за пренос на топлина: топлинна проводимост, топлинна конвекция и топлинно излъчване. Нека разбием този процес стъпка по стъпка:

 

Три{0}}процесът на разсейване на топлината

 

Стъпка 1: Топлинна проводимост - „Вътрешната магистрала“

Това е отправната точка и основата на преноса на топлина.

 

1. Източник на топлина: Когато се захранват и излъчват светлина, LED чиповете генерират значителна топлина. Тази топлина се концентрира в малкия чип, образувайки високо-температурна „гореща точка“.

 

2. Път:

Чипът първо се запоява върху метален субстрат (обикновено алуминиев субстрат или MCPCB). Основният слой на субстрата е изолационен, под който лежи проводим алуминиев слой. Основната му функция е бързо да отвежда топлината странично от чипа.

 

След това този метален субстрат е плътно свързан към тялото на радиатора с помощта на термопаста. Термопастата запълва микроскопични въздушни празнини (въздухът е лош проводник на топлина), осигурявайки ефективен пренос на топлина.

 

Самият радиатор е изработен от материали с висока топлопроводимост (като алуминий или, за решения от по-висок клас, мед). Топлината бързо се разпространява във вътрешната структура на радиатора, включително всяка перка.

 

Основният принцип тук е: чрез превъзходни термични материали и плътен контакт, топлината бързо се трансформира от „точков“ източник в „повърхностен“ източник през целия радиатор.

 

 

Стъпка втора: Термична конвекция - „Взаимодействие с въздуха“

Това е критичният етап за окончателното разсейване на топлината.

 

1. Увеличаване на повърхностната площ: Радиаторите са проектирани с оребрени, колоновидни или -подобни на игла структури предимно за увеличаване на повърхността, изложена на въздух в рамките на ограничен обем. По-голямата повърхност позволява контакт с повече въздух.

 

2. Въздушен поток:

Естествена конвекция: За LED крушки или осветителни тела с ниска{0}}мощност естествената конвекция е достатъчна. Въздухът, загрят около радиатора, става по-малко плътен и се издига, изтегляйки по-хладния околен въздух, за да го замени. Това създава непрекъснат, безшумен цикъл на циркулация на въздуха, който стабилно разсейва топлината. „Топлината“, която усещате с ръката си, е този загрят въздух.

 

Принудителна конвекция: За високо{0}}мощни светодиоди като проектори, автомобилни фарове или сценични светлини естествената конвекция е недостатъчна. Малки вентилатори се добавят към радиатора, използвайки принудителен въздушен поток за драстично ускоряване на разсейването на топлината. Това е подобно на добавяне на вентилатор към компютърен процесор.

Основният принцип тук е: ефективно пренасяне на топлина от металния радиатор към движещия се въздух чрез голяма повърхност и въздушен поток.

 

Стъпка трета: Топлинно излъчване - „Невидимият помощник“

Всеки обект с температура излъчва енергия навън под формата на електромагнитни вълни.

Тъй като радиаторът се нагрява, той също излъчва инфрачервена енергия навън, разсейвайки част от топлината си.

При LED топлинното управление топлинното излъчване допринася сравнително малко (особено при ниски температури), но съществува. Боядисването на повърхността на радиатора в черно или тъмни цветове подобрява радиационното охлаждане, тъй като по-тъмните повърхности имат по-висок коефициент на излъчване. Въпреки това, поради естетически причини и съображения за-устойчивост на мръсотия, повечето търговски радиатори остават сребристо-бели.

 

 

 

 

Резюме: Ярка метафора

Представете си цялата охладителна система като оживен порт:

LED чипът е „фабрика“, непрекъснато произвеждаща „топлинен товар“.

Термопастата и металната основа са „високо{0}}скоростните товарни магистрали“, свързващи фабриката с главните пътища.

Тялото на радиатора е голямата зона за съхранение и докове на порта.

Ребрата на радиатора представляват редици котвени места в доковете, което значително увеличава капацитета за едновременно товарене и разтоварване.

Въздухът е товарните кораби, превозващи стоки.

Естествената конвекция разчита на естествено движение чрез водни течения и вятър.

Вентил{0}}принудителната конвекция разгръща влекачи и двигатели за ускоряване на товаренето/разтоварването и транспортирането.

 

Ако портът (охладителната система) е добре -проектиран, стоките (топлината) се транспортират бързо, което позволява на фабриката (LED чип) да работи с пълен капацитет 24/7 (излъчва светлина). Ако пристанището стане задръстено, котвените места са недостатъчни (малка площ за разсейване на топлината) или няма налични товарни кораби (лош въздушен поток), стоките ще се натрупват, което в крайна сметка ще доведе до спиране на фабриката (LED светлина се разпада или повреда).

 

Следователно, един отличен дизайн на LED радиатора постига оптимален баланс между три елемента: материал (висока топлопроводимост), структура (голяма повърхност) и вентилация (насърчаване на конвекция).

 

ZP HEATSINK е специализирана в персонализирани решения за радиатори от 20 години. Изпратете вашето изискване чрез https://www.zpheatsink.com/contact-нас или изпратете технически чертежи до general@zp-aluminium.com, за да започнете първата стъпка от вашия проект за радиатор.

 

От рисуване до реалност, ZP ви помага да постигнете.