Các vấn đề cơ bản của làm mát LED và tản nhiệt LED

Trong bài  này chúng tôi cung cấp cho bạn một đơn giản, thẳng tiếp cận cách tiếp cận như thế nào bạn có thể xác định chính xác nhiệt tản nhiệt cho thiết kế ánh sáng bộ đèn cao áp 250w LED mới của bạn

Đây là một cách tiếp cận đơn giản của mô hình tách rời và kiểm tra xác minh tất nhiên là phải được thực hiện,nhưng nó sẽ cung cấp cho bạn đủ thông tin chi tiết để đảm bảo cả tính toàn vẹn chức năng cũng như độ tin cậy hoạt động của thiết kế của bạn sẽ đáp ứng được kỳ vọng của thị trường

Thiết kế của bạn - các thông số của bạn Mỗi thiết kế ánh sáng LED có các tham số riêng của nó,
vì vậy mỗi nhà thiết kế cần phải có những chi tiết cụ thể trong tài khoản và cần phải xác định điểm bắt đầu cụ thể của mình

1. Xác định nhiệt độ môi trường dự kiến

ví dụ:
       Đèn trần ngoài trời: 30 ° C
       Đèn chiếu sáng trần nhà: 50-55 ° C
       Ánh sáng ô tô: 45 ° C (chỉ dành cho thiết kế)
       Tlife = -40 ° C đến + 85 ° C

  2. Xác định các thông số LED

       Ví dụ chúng ta lấy một mô-đun LED COB từ Citizen Citiled CLL020 series
       Mẫu CLL020-1203A1-303M1A2

Chuyển tiếp hiện tại Nếu 360mA - chuyển tiếp điện áp Vf 40.9Vdc - công suất 14.7W

Dòng sáng 1210lm - CCT 3000K

Nhiệt độ trường hợp tối đa Tc 100 ° C - Nhiệt độ tối đa của mối nối Tj 150 ° C

Điện trở nhiệt của mô-đun COB Rj-c 2,6 ° C / W

Citizen đảm bảo cho module này một thời gian sử dụng 50.000hr (có điều kiện, 70% lưu lượng còn lại)

Hầu hết các nhà sản xuất mô-đun LED COB chỉ cung cấp kỳ vọng tuổi thọ dưới điều kiện lý tưởng, như nhiệt độ môi trường xung quanh 25 ° C

Chúng tôi tính toán với độ tin cậy 90% cho các giá trị này tối đa nhiệt độ đường giao nhau mà chúng ta muốn trong thiết kế của chúng tôi - ví dụ dưới đây

Nếu có đường cong B10, L70, chúng tôi khuyên bạn nên xác định tuổi thọ yêu cầu của bạn và đọc ra đường giao nhau tối đa nhiệt độ Tj liên quan
Trong trường hợp này chúng tôi muốn giữ nhiệt độ đường giao nhau của chúng tôi dưới 90%  Tj max => Tj yêu cầu <150 90="" c="" p="" x="">

3 . Tính toán tản nhiệt LED cần thiết

Các vấn đề cơ bản để làm điều đó là để hiểu được đề án ở bên phải Mỗi phần của thiết kế thêm một số nhiệt do nhiệt trở riêng của mỗi vật liệu - cộng thêm có thể được tính như T = Pd x Rth
   
Trong trường hợp này chúng tôi có sức đề kháng nhiệt của mô-đun LED COB của công dân (Rj-c)  nhiệt kháng của một bộ đệm khoảng cách (miếng đệm nhiệt hoặc mỡ) chúng ta muốn đặt giữa các mô-đun COB và tản nhiệt (Rb), và nhiệt trở nhiệt từ bộ tản nhiệt (Rh) của chúng ta, khiến cho thiết kế tổng thể ở dưới

Nhiệt độ đường nối yêu cầu tối đa Tj

Nếu ánh sáng dẫn của chúng tôi là trong một môi trường recessed tôi muốn tính toán với một nhiệt độ môi trường xung quanh Ta 45 ° C

Có nghĩa là nhiệt độ tối đa được cộng vào trong tổng số thiết kế là Tj - Ta = 135 ° C - 45 ° C = 90 ° C

Tổng sức mạnh để tiêu tan tất nhiên là thấp hơn tổng sức mạnh mà đèn LED tiêu thụ

Một số phần của quyền lực trở nên nhẹ - mô đun đèn LED của bạn hiệu quả hơn, phần lớn hơn tổng công suất sẽ được chuyển sang ánh sáng, dễ dàng xác minh nếu bạn so sánh thông lượng phát sáng với công suất

Theo nguyên tắc nắm tay chúng ta sử dụng 80% tổng công suất để tiêu tan (Pd)
   
 Pd = 14.7W x 80% = 11.76W

 Bây giờ chúng ta chỉ định toán học những gì sẽ là sức đề kháng nhiệt tối đa của tản nhiệt của chúng ta nên có, hoặc xác định mức tăng nhiệt độ tối đa mà tản nhiệt của chúng ta sẽ tạo ra khi tiêu tan Pd 11.76W
Giả sử chúng ta sẽ sử dụng một bộ lọc khoảng cách pha thichness 0.18mm (miếng đệm nhiệt trở  với điện trở nhiệt là 0.4 ° C / W

 Hãy xem những gì chúng ta đã biết và những gì còn thiếu

Chỉ có điều mất tích bây giờ là cần thiết nhiệt kháng của tản nhiệt Rh

Chọn một tản nhiệt có giá trị Rth <4 .65="" ch="" cho="" d="" ghi="" i="" orc="" p="" xem="" y="">
Chọn một tản nhiệt mà đảm bảo ít hơn (99,7 ° C - 45 ° C) = 54,7 ° C sưởi ở công suất tiêu hao Pd 11.76W

4. Xác minh thiết kế

Sau khi áp dụng tấm nhiệt và tản nhiệt,  xác minh thiết kế Một số nhà sản xuất mô-đun LED COB dự kiến ​​một điểm đo nhiệt ở vụ án

Hãy nhớ cho công cụ này Citizen COB module Tc đo tối đa là 100 ° C. Vì chúng tôi đã thiết kế với một số lề an toàn, nên đo nhiệt độ khoảng 87-92 ° C

5. Nhận xét quan trọng

Một số nhà sản xuất đưa ra một giá trị nhiệt Rth duy nhất cho tản nhiệt, độc lập với nhiệt độ xung quanh và công suất tiêu hao

Xin lưu ý rằng Rth của cùng một tản nhiệt sẽ không được bình đẳng trong mọi điều kiện

- Cách tiếp cận được thực hiện trong các tài liệu này không có hiệu lực mà sự lan truyền nhiệt sẽ trở nên ngày càng khó khăn với các mô-đun COB trở nên nhỏ hơn và nhỏ hơn

Một mô-đun LED COB 20x20mm cho 20W hoặc mô-đun LED COB 40x40mm cho 20W có thể có một nhiệt khác nhau dẫn về phía tản nhiệt

Thông tin hữu ích

Đèn chiếu sáng đường phố