一 ، اصول فنی و چالش های مدیریت حرارتی اتلاف حرارت ضعیف
سیستم اتلاف گرما لامپهای خطی LED معمولاً شامل تراشه های LED ، بسترها ، مواد رسانا حرارتی ، غرق گرما و پوسته ها است. آستانه طراحی (معمولاً کمتر از یا برابر با 120 درجه).
تجزیه و تحلیل منابع مقاومت حرارتی
مقاومت حرارتی رابط: مقاومت حرارتی تماس بین تراشه و بستر ، و همچنین بین بستر و سینک گرما (حساب کردن تقریباً 30 ٪-50} ٪ از کل مقاومت حرارتی) ، تحت تأثیر عواملی مانند صافی سطح ، فشار و ضخامت گرمی گرمی قرار می گیرد.
مقاومت حرارتی مواد: هدایت حرارتی بستر آلومینیوم (1-3 w/m · k) بسیار پایین تر از مس است (400W/m · k) ، و لامپ های خطی LED با قدرت بالا به بسترهای مس یا سرامیکی.}}}
مقاومت حرارتی همرفت: همرفت طبیعی دارای راندمان اتلاف گرما کم است ، و لازم است مساحت باله های اتلاف گرما یا انتقال نیرو (FAN) را برای بهبود ظرفیت اتلاف گرما افزایش دهید {0 {0}
رابطه کمی بین دمای اتصال و عملکرد
طبق مدل Arrhenius ، طول عمر LED به صورت نمایی مربوط به دمای اتصالات است:
L₂ = L₁ × 2^(ΔT/10)
(L ₁ طول عمر اولیه است ، Δ T تغییر در دمای اتصال است)
به عنوان مثال ، اگر دمای اتصالات از 85 درجه به 115 درجه افزایش یابد ، طول عمر به 1/8 از اصلی. کاهش می یابد
2 ، پنج مسئله اصلی ناشی از اتلاف گرمای ضعیف
1. شتاب پوسیدگی نور و تغییر دمای رنگ
مکانیسم میرایی نور: دمای بالا منجر به کاهش در کارآیی پودر فلورسنت و راندمان کوانتومی تراشه . میزان ضعف سالانه شار نور می شود -30} ((طراحی عادی باید کمتر از 3 ٪ باشد)) {4.}}}}}}}
تغییر دمای رنگ: با افزایش دمای اتصال ، مؤلفه نور آبی افزایش می یابد و دمای رنگ ممکن است از 4000K به بیش از 5000K افزایش یابد و بر راحتی روشنایی . تأثیر بگذارد
مورد: به دلیل اتلاف گرمای ضعیف ، شار درخشان یک چراغ LED خطی در یک مرکز خرید خاص پس از یک سال استفاده به 65 ٪ از ارزش اولیه خود کاهش یافته و دمای رنگ آن 800K تغییر یافته است ، و در نتیجه افزایش 40 ٪ در نرخ شکایت مشتری.}}}}
2. عمر کوتاه شده و افزایش هزینه های نگهداری
خرابی تراشه: درجه حرارت بالا باعث شکستن سیم طلا و جدا شدن مفصل لحیم شده و منجر به مدارهای باز یا کوتاه .
خرابی خازن: طول عمر خازن الکترولیتی در راننده در دماهای بالا به کمتر از 1000 ساعت کوتاه می شود (طراحی عادی باید {1} ساعت باشد) .
مقایسه هزینه: هزینه جایگزینی سالانه ناشی از اتلاف حرارت ضعیف 3-5 برابر است که راه حل های اتلاف گرما با کیفیت بالا .
3. خطرات ایمنی و خطرات آتش سوزی
پیری مواد: درجه حرارت بالا باعث افزایش پیری موادی مانند پوشش PC و مهر و موم های سیلیکون می شود و منجر به کاهش انتقال نور و عدم موفقیت عملکرد ضد آب می شود {{0}
فراری حرارتی: اگر دمای اتصال بیش از 150 درجه باشد ، ممکن است باعث فرسودگی تراشه یا حتی آتش سوزی شود. یک انبار کارخانه به دلیل گرمای بیش از حد چراغهای خطی LED آتش گرفت و در نتیجه تلفات مستقیم اقتصادی بیش از 2 میلیون یوان 3.
4. تداخل سوسو زدن و الکترومغناطیسی (EMI)
گرمای بیش از حد درایو: دمای بالا باعث می شود پارامتر قطعات در درایو حرکت کند و در نتیجه باعث افزایش نوسانات جریان خروجی و تحریک سوسو زدن .
بدتر شدن EMI: طراحی سینک حرارتی غیر منطقی ممکن است منجر به اثرات آنتن و تابش بیش از استاندارد شود و بر دستگاه های الکترونیکی اطراف تأثیر بگذارد {{0}
5. عملکرد ناپایدار و کاهش بهره وری انرژی
رانش حرارتی: افزایش دمای اتصالات منجر به کاهش ولتاژ رو به جلو (VF) می شود و راننده برای حفظ روشنایی باید به صورت پویا جریان را تنظیم کند ، افزایش پیچیدگی سیستم {{0}
کاهش بهره وری انرژی: راندمان کوانتومی LED در دماهای بالا کاهش می یابد ، و راندمان درخشان واقعی ممکن است از 120lm/W به زیر 90lm/W {{2} کاهش یابد
3 ، موارد صنعت و تجزیه و تحلیل عدم موفقیت
مورد 1: خرابی دسته ای از چراغ های خطی LED در یک تونل مترو
پدیده گسل: پس از 6 ماه نصب ، 30 ٪ از لامپ ها پوسیدگی نور را بیش از 50 ٪ و سوسو شدید نشان دادند.
نتایج آزمون:
دمای اتصال اندازه گیری شده به 135 درجه رسیده است (مقدار طراحی کمتر از یا مساوی 95 درجه).
ضخامت گریس سیلیکون رسانا حرارتی بین رادیاتور و بستر بیش از 0.3 میلی متر است (استاندارد باید کمتر از یا برابر با 0.1 میلی متر باشد).
فاصله بین باله های رادیاتور پروفایل آلومینیوم بسیار کوچک است ، که مانع همرفت طبیعی .
راه حل: از 0.} 1 میلی متر سیلیسون حرارتی استفاده کنید ، به جای آن ، طرح باله های رادیاتور را بهینه کنید ، دمای اتصال را به 88 درجه کاهش دهید و میزان خرابی را به زیر 1 ٪ کاهش دهید.
مورد 2: شکایت در مورد انحراف دمای رنگ چراغهای خطی LED در یک هتل با سطح بالا
پدیده گسل: پس از 1 سال استفاده ، دمای رنگ از 3000K به 4500k افزایش یافته است ، و مشتری درخواست جایگزینی کامل.
علت اصلی:
راننده طراحی منبع جریان ثابت را اتخاذ نمی کند و جریان با افزایش دمای اتصال افزایش می یابد.
مقاومت دما از فرمول پودر فلورسنت کافی نیست ، و راندمان تحریک در دماهای بالا کاهش می یابد {{0}
اقدامات بهبود: درایور را به حالت دوگانه ولتاژ جریان ثابت و ثابت ارتقا دهید ، به پودر فلورسنت مقاوم در برابر دمای بالا بروید و پایداری دمای رنگ را در 150k {2 {2} بهبود دهید
4 ، راه حل های بهینه سازی اتلاف گرما و روندهای فناوری
1. بهینه سازی طراحی سیستم خنک کننده
به روزرسانی مواد: بسترهای سنتی آلومینیومی را با بسترهای نیترید آلومینیوم (ALN) جایگزین کنید (هدایت حرارتی 170W/M · K) {1}
نوآوری ساختاری:
فناوری اتلاف گرما میکرو کانن: کانال های مقیاس میکرو در داخل سینک گرما از طریق حکاکی لیزر برای بهبود راندمان همرفت تشکیل می شوند.
تغییر فاز مواد اتلاف گرما (PCM): سینک گرما را با PCM مانند موم پارافین پر کنید و از گرمای نهان تغییر فاز برای جذب گرمای فوری استفاده کنید .
مورد: یک مارک خاص از لامپ خطی LED ، اتلاف گرمای میکرو کانن را اتخاذ می کند ، که حجم سینک گرما را 30 ٪ کاهش می دهد و دمای اتصال را با 15 درجه {{2} کاهش می دهد
2. کنترل دمای هوشمند و اتلاف گرما فعال
مانیتورینگ ترموکوپل: ترموکوپل های نزدیک تراشه را ادغام کنید تا بازخورد در زمان واقعی در مورد دمای اتصال به درایور.
تنظیم سرعت فن: هنگامی که دمای اتصال از آستانه فراتر می رود ، فن به طور خودکار شروع به بهبود راندمان اتلاف گرما می کند .
مقایسه بهره وری انرژی: راه حل کنترل دمای هوشمند می تواند فن لامپ را در بارهای کم خاموش کند و باعث صرفه جویی در 20 ٪-30 ٪ انرژی .}
3. فناوری شبیه سازی و طراحی استاندارد
نرم افزار شبیه سازی حرارتی: از ابزارهایی مانند ANSYS Icepak برای شبیه سازی انتقال حرارت و بهینه سازی اندازه و طرح سینک های گرما استفاده کنید.
استانداردهای صنعت: به LM -80 (آزمون ضعف نور) ، TM-21 (تخمین زندگی) ، IEC 62717 (نیازهای عملکرد) و سایر مشخصات برای اطمینان از اینکه طراحی اتلاف گرما می تواند کمی تأیید شود.} رعایت کنید.
4. اکتشاف فن آوری های اتلاف گرما در حال ظهور
فیلم اتلاف گرما گرافن: هدایت حرارتی 5300W/M · K ، ضخامت را می توان در 0. 03 میلی متر کنترل کرد.
اتلاف حرارت خنک کننده مایع: معرفی سیستم خنک کننده مایع میکرو کانن در لامپهای خطی LED با قدرت فوق العاده بالا ، دمای اتصال را می توان زیر 65 درجه . کنترل کرد
5 ، اقدامات پیشگیرانه و راهنمای کاربر
پیشنهادات خرید
اولویت بندی انتخاب محصولاتی که از صدور گواهینامه UL و CE عبور کرده اند ، و داده های دمای اتصال را در LM {{0} گزارش مشاهده کنید .
از انتخاب چراغ های خطی LED ارزان بدون غرق گرما یا با پوشش های پلاستیکی {0 {0} خودداری کنید
مشخصات نصب
از تهویه خوب در فضای نصب وسایل روشنایی اطمینان حاصل کنید ، از تماس نزدیک با سقف یا مسدود کردن سوراخ های اتلاف گرما {{0}
محیط های درجه حرارت بالا (مانند آشپزخانه ها و اتاق های دیگ بخار) نیاز به استفاده از وسایل روشنایی با سطح حفاظت IP65 و اتلاف گرما همرفت اجباری.
نقاط نگهداری
گرد و غبار سطح رادیاتور را هر شش ماه تمیز کنید تا از تجمع گرد و غبار جلوگیری شود و مقاومت حرارتی افزایش یابد {{0}
به طور مرتب دمای سطح فیکسچر روشنایی را با استفاده از دماسنج مادون قرمز بررسی کنید و اگر بیش از 65 درجه باشد ، بلافاصله. را بررسی کنید
