Hvad er kølepladen i LED?

 

Hvis du har brugt noget tid på LED-belysningsprodukter, har du set dem. Disse ribbede, ribbede metalstrukturer, der er fastgjort til bagsiden af-høje armaturer, downlights eller bilforlygter. De fleste mennesker ser på dem og tænker, at det bare er et stykke aluminium for at få det til at se industrielt ud.

 

 

De tager ikke helt fejl af aluminiumsdelen. Men at kalde en køleplade "bare et stykke metal med ribber" er lidt ligesom at kalde en racermotor "bare en flok metal boltet sammen." Teknisk præcis, men den går glip af alt, hvad der faktisk betyder noget.

 

Så hvad er kølepladen i en LED-applikation egentlig?

 

Den korte definition (og hvorfor den kommer til kort)

En køleplade er en passiv termisk styringskomponent designet til at absorbere varme fra en LED- eller LED-array og sprede den ud i den omgivende luft. Det er lærebogens svar.

 

Men hvis du køber disse komponenter til produkter, der rent faktisk skal yde -kommerciel belysning, bilsystemer, medicinsk udstyr, industrielt udstyr-hjælper denne definition dig ikke meget. Det fortæller dig ikke, hvorfor nogle køleplader virker, og andre forårsager feltfejl. Det forklarer ikke, hvorfor to køleplader, der ser næsten identiske ud, kan præstere helt forskelligt.

 

Så lad os gå lidt dybere.

 

Hvad en køleplade faktisk gør inde i et LED-system

En LED omdanner elektricitet til lys. Den del, alle husker. Den del, der bliver udeladt, er, at en LED også omdanner en betydelig del af den elektricitet til varme. Ved krydset-kan det lille punkt inde i LED'en, hvor lys genereres,-temperaturen stige hurtigt. Ikke markeret, at varme beskadiger LED'en. Lyseffekten falder. Farveskift. Levetiden forkortes.

 

Kølepladen sidder mellem LED'en og miljøet. Dens opgave er at trække den varme væk fra krydset, sprede den ud og slippe den ud i luften. Det er i bund og grund en kuldebro.

 

Men her er nuancen, der betyder noget: **kølepladen er ikke bare et stykke metal. Det er et omhyggeligt konstrueret system.

 

Termisk ledningsevne er grundlaget

Aluminium dominerer dette rum med god grund. Den tilbyder termisk ledningsevne i intervallet 150 til 200 W/m·K afhængigt af legeringen. 6063, der er almindelig for ekstruderinger. 6061 vises, når der er tale om bearbejdning. Kobber leder bedre-omkring 400 W/m·K-men det er tungere, dyrere og ofte overkill til LED-applikationer, medmindre du har at gøre med ekstreme strømtætheder.

 

Valget af materiale påvirker mere end blot den termiske ydeevne. Det påvirker vægt, omkostninger, fremstillingsevne og endda det endelige udseende efter overfladebehandling.

 

Overfladeareal er den rigtige arbejdshest

En køleplade virker ved at give varmen mere overfladeareal at undslippe. Det er det, finnerne er til. Men blot at tilføje finner gør ikke automatisk en køleplade bedre. Finnetæthed, finnehøjde og finneorientering påvirker alle, hvordan luft bevæger sig hen over overfladerne.

 

I passiv køling,-hvilket er, hvad de fleste LED-applikationer bruger-er naturlig konvektion afhængig af, at varm luft stiger op og trækker køligere luft ind nedefra. Hvis finnerne er pakket for tæt, går luftstrømmen i stå. Kølepladen ser imponerende ud, men yder dårligt. At få den rigtige geometri kræver egentlig termisk modellering, ikke kun gætværk.

 

Interfacet er, hvor tingene går galt

Dette er den del, der bliver overset oftere, end den burde. En køleplade virker kun, hvis der rent faktisk kan komme varme fra LED'en ind i vasken. Det betyder:

- En flad, glat monteringsflade
- Korrekt monteringstryk
- Et termisk grænseflademateriale-termisk pasta, pude eller fase-materiale-for at udfylde de mikroskopiske huller mellem LED'en og kølepladen

 

Spring over nogen af ​​disse, og den effektive termiske modstand fordobles eller tredobles. Kølepladen bliver dekoration frem for funktion.

 

Typer af køleplader, du vil støde på i LED-applikationer

Ikke alle LED-køleplader er bygget på samme måde. Fremstillingsmetoden ændrer, hvad der er muligt med hensyn til form, kompleksitet og pris.

 

 

 

Ekstruderet køleplade

Ekstrudering er den mest almindelige metode til LED-køleplader, og det er der god grund til. Det er omkostningseffektivt-i skala, producerer ensartede profiler og fungerer godt til lineære former som dem, der bruges i båndbelysning eller lineære-høje armaturer. Ekstruderede profiler kan skæres i længde og bearbejdes til monteringsfunktioner. Hovedbegrænsningen er, at ekstrudering skaber en konstant profil-du kan ikke ændre finnemønsteret på langs.

 

Skived and Bonded-Fin Heat Sinks

Når et design kræver højere finnedensitet eller andre finneorienteringer, end ekstrudering kan opnå, kommer en skåret eller bundet -finnekonstruktion i spil. Skiving skærer tynde finner af en solid metalblok, hvilket skaber et meget stort overfladeareal i et kompakt fodaftryk. Bondede-finnesamlinger fastgør individuelle finner til en bundplade, hvilket giver mulighed for mere komplekse geometrier. Begge metoder dukker op i LED-applikationer med højere-effekt, hvor passiv køling skal fungere inden for snævre pladsbegrænsninger.

 

Maskinbearbejdede køleplader

For små-til-mellemstore volumener eller design, der kræver komplekse funktioner, er-integrerede monteringspunkter, forseglede kabinetter, specialfremstillede former-bearbejdede køleplader svaret. CNC-bearbejdning giver mulighed for præcisionsfunktioner og snævre tolerancer, som ekstruderede profiler ikke kan matche. Afvejningen- er prisen pr. enhed, som har en tendens til at løbe højere end ekstrudering.

 

Støbte køleplader.-

Trykstøbning tilbyder komplekse former ved store volumener med god termisk ydeevne. Det er almindeligt i forbruger-LED-produkter, hvor æstetik og integration betyder lige så meget som termisk ydeevne. Ulempen er højere forudgående værktøjsomkostninger og lidt lavere termisk ledningsevne sammenlignet med bearbejdet aluminium.

 

 

Hvad gør en køleplade til din LED-applikation

Hvis du specificerer køleplader til et kommercielt produkt, er der ingen universel "bedste" mulighed. Den rigtige køleplade afhænger af en håndfuld faktorer, der er specifikke for din applikation.

 

- Strømtæthed:Et 10-watt LED-array i et godt ventileret rum er et andet problem end en 200-watt COB i et lukket armatur.
- Omgivende forhold:En køleplade, der fungerer ved 25 graders stuetemperatur, kan fejle ved 50 grader inde i et forseglet kabinet.
- Pladsbegrænsninger:Nogle gange skal kølepladen passe inden for en bestemt konvolut, hvilket tvinger afvejninger- i finnedesign.
- Passiv vs. aktiv:De fleste LED-applikationer bruger passiv køling. Men når luftstrømmen er begrænset, eller strømtætheden er ekstrem, kommer tvungen køling med blæsere ind i billedet.
- Æstetiske krav:Især i arkitektoniske eller forbrugervenlige-produkter er kølepladen en del af det visuelle design. Den skal acceptere overfladefinish som anodisering eller pulverlakering uden at gå på kompromis med ydeevnen.

 

De reelle omkostninger ved at tage fejl

Det er her, samtalen bliver praktisk. Underspecificering af en køleplade forårsager normalt ikke øjeblikkelig fejl. Hvad det forårsager er *accelereret aldring*. LED'en lyser stadig. Den består stadig indledende test. Men hver 10 graders stigning i krydstemperaturen halverer groft den forventede levetid.

Et produkt designet til 50.000 timer ved 85 grader leverer måske kun 25.000 timer ved 95 grader. Hvis du sælger til kommercielle kunder, der forventer den 50.000-timers levetid, viser forskellen sig som garantikrav, udskiftninger i marken og skade på omdømme.

 

Overengineering er heller ikke svaret. En overdimensioneret køleplade tilføjer unødvendige omkostninger og vægt. Målet er en passende størrelse løsning, der opfylder termiske mål uden overskud.

 

Hvad skal du kigge efter hos en kølepladeleverandør

Hvis du køber køleplader til LED-produkter, betyder leverandøren lige så meget som selve komponenten. En god leverandør vil:

- Spørg om dine krydstemperaturmål og omgivende forhold
- Angiv termiske modellerings- eller simuleringsdata, ikke kun "vi tror, ​​det vil fungere"
- Forstå forholdet mellem bearbejdningsvalg og downstream-processer som anodisering
- Tilbyder muligheder på tværs af ekstrudering, bearbejdning og bundet-finnekonstruktion
- Behandl kølepladen som en del af dit produkt, ikke kun en råvarekomponent

 

 

 

PåZP køleplade, har vi designet og fremstillet termiske løsninger til LED-applikationer på tværs af kommercielle, industrielle og automobilsektorer. Vi arbejder med aluminium-ekstruderet, bearbejdet, limet-fin-og vi håndterer alt fra termisk simulering til overfladebehandling. Hvis du udvikler et LED-produkt og ønsker at få den termiske styring rigtigt første gang, så tag et kig på, hvad vi laver påwww.zpheatsink.com. Eller kontakt direkte. Vi snakker gerne din specifikke ansøgning igennem og hjælper dig med at finde ud af, hvad der egentlig giver mening.