Overophedning af LED'er påvirker armaturets ydeevne og holdbarhed dårligt. Så for at sikre en korrekt LED-funktion og termisk styringssystem er en passende kølepladeinstallation et must. Men hvad er en køleplade, og hvorfor er den så vigtig for LED'er?
En køleplade er en enhed, der leder varme væk fra LED-lyskilden. Det forhindrer overophedning og beskytter lyset mod skader. Dermed forlænger den også den forventede levetid for enhver LED.
Der findes dog forskellige typer LED-køleplader. Men ingen bekymringer om at vælge den rigtige, da denne artikel vil hjælpe dig! Så for at få en overordnet idé om LED-køleplader, lad os begynde diskussionen-
Hvad er en LED-køleplade?
An LED køleplade er en enhed, der absorberer varmen, der genereres fra LED-modulet, og overfører den til den omgivende luft. Det hjælper med temperaturreguleringen af LED'er og undgår overophedning. Derfor er en LED-køleplade afgørende for ethvert LED-belysningssystem.
Kølepladen er typisk lavet af aluminium eller andre varmeledende materialer. Den har en række finner og kamme, der øger dens overfladeareal for bedre varmespredning. Dette store overfladeareal tillader varmen at sprede sig mere effektivt. LED-kølepladen absorberer varme fra LED'en og overfører den til luften. Denne proces holder LED'en kølig og fungerer på sit bedste.
Hvorfor er LED-køleplade vigtigt?
LED Heat Sink sikrer korrekt funktion og lang levetid LED-lys. Og LED-lysene udsender lys gennem processen med elektroluminescens. Dette genererer også varme som et biprodukt. Denne varme kan forårsage skade på LED-lysets interne komponenter. Det reducerer også dets effektivitet og levetid. Her fungerer LED Heat Sink som en køleenhed, der spreder den varme, der genereres af LED-lyset. Således holder det de interne komponenter ved sikre temperaturer.
LED-kølepladen er designet med materialer med høj varmeledningsevne som aluminium. Og sådanne materialer absorberer og afleder varme hurtigt og effektivt. Den har også en stor overflade, der giver mulighed for maksimal varmeafledning. Derfor kan overophedning få LED-lyset til at overophedes og blive en brandfare. Så det er afgørende at have en effektiv køleplade på plads.
Hvordan virker LED-køleplade?
LED-køleplade refererer til processen med at fjerne varme fra en LED-lyskilde ved brug af en køleplade. Processen foregår i flere faser:
- Generering af varme
Når en LED-lyskilde er drevet, genererer den varme som et biprodukt af lysemission.
- Overførsel af varme
Den genererede varme overføres fra LED-chippen til metalkerne-printpladen (MCPCB) eller kølepladen.
- Afledning af varme
Kølepladen er en termisk bro mellem LED-chippen og det omgivende miljø. Den leder varmen væk fra LED-chippen og ud i luften. Desuden har kølepladen en stor overflade, der giver rigelig plads til at sprede varmen.
- Udstråling af varme
Kølepladen udstråler varme til det omgivende miljø gennem en kombination af konvektion og ledning. Varmen bevæger sig fra den varme overflade af kølepladen til den køligere luft. Det skaber en temperaturforskel, der driver varmen væk fra LED-chippen.
- Køling af LED
LED-chiptemperaturen falder, efterhånden som varmen stråler væk, hvilket forhindrer overophedning. Det gør det muligt for LED'erne at fungere ved en sikker og effektiv temperatur. Kølepladen hjælper også med at forhindre skader på LED-chippen, som kan være forårsaget af overdreven varmeopbygning.
Typer af LED-køleplader
Der er flere typer LED-køleplader tilgængelige, herunder aktive, passive og kombinationsmodeller:
- Aktive kølelegemer
En aktiv LED-køleplade er en type køleplade, der bruger en ventilator eller andre mekaniske midler. De fjerner aktivt varme fra en lysemitterende diode (LED) enhed. Og dette er med til at øge LED'ens ydeevne og levetid. Det forhindrer yderligere overophedning og forlænger LED'ens levetid. Så af disse grunde bruges aktive LED-køleplader ofte i højeffekt LED-applikationer.
- Passive kølelegemer
Passive LED-køleplader er designet til at sprede varme genereret af LED-lys uden brug af blæsere eller andre aktive kølesystemer. De er afhængige af termisk ledning. Den passive køleplade afhænger også af konvektion og stråling for at overføre varme fra LED-lyskilden. De spreder varmen til det omgivende miljø.
Disse køleplader er typisk lavet af aluminium. De kan også være materialer med høj varmeledningsevne. Desuden har de finner og andre strukturer. Det udvider det tilgængelige overfladeareal til varmeoverførsel.
Derudover er passive LED-køleplader holdbare og kræver lav vedligeholdelse. De bruges ofte i belysningsapplikationer på grund af deres lave støjniveau. Du kan også bruge dem på grund af deres levetid og lave driftsomkostninger. Desuden er de modstandsdygtige over for vejr- og miljøforhold. Så disse funktioner gør dem bedst til udendørs belysningsarmaturer.
- Hybrid køleplader
Hybrid LED-køleplader er varmestyringsenheder. De kombinerer traditionelle metalkølepladematerialer med yderligere elementer - varmerør, dampkamre eller faseændringsmaterialer. Og medtagelsen af disse ekstra komponenter forbedrer LED-belysningssystemernes varmeafledningsevne. En hybrid LED-køleplade har til formål effektivt at fjerne varme genereret af LED-chipsene, hvilket forhindrer termisk skade. De forbedrer også LED-systemets ydeevne og levetid.
- Kolde plader
Kolde plader er kølesystemer designet til LED-belysningsarmaturer. De spreder varme genereret af LED'erne og opretholder optimale temperaturniveauer. Disse er lavet af aluminium og kobber. Det kan også være en kombination af begge dele. De virker ved at lede varme væk fra LED'en. Derefter spreder varmen ud i den omgivende luft. Derudover er disse lette, effektive og omkostningseffektive.
- Pin-Fin køleplader
Pin-fin LED-køleplader er lavet af en metalbundplade med flere stifter, der stikker ud fra overfladen. Dette øger overfladearealet og fremmer bedre varmeafledning. Pin-fin-designet er yderst effektivt til at sprede varme fra LED-lyskilden. Det hjælper med at holde temperaturen på LED'en. Således kontrollerer den skader og forbedrer ydeevnen. Disse er også populære i applikationer som høj intensitet og langvarig belysning. Dette kan omfatte gadebelysning, industriel belysning og bilbelysning.
- Plade-Fin køleplader
Pladefinne LED-køleplader består af en bundplade, en række finner og en varmeafledningsoverflade. Bundpladen er lavet af et stærkt varmeledende materiale. De giver en sikker monteringsplatform til LED-lyskilden. Finnerne er placeret oven på bundpladen og giver et stort overfladeareal til varmeafledning. Varmeafledningsoverfladen er typisk lavet af aluminium. Det hjælper med at trække varme væk fra LED'en og ind i den omgivende luft.
Pladefin LED-køleplader er populære i belysningsapplikationer. Fordi de er lette, har et lavt profildesign og er nemme at installere. De har også høj termisk ydeevne og er omkostningseffektive. Denne type køleplade er også ideel til applikationer med høj varme - for eksempel bilbelysning og industriel belysning.
- Ekstruderet køleplade
Ekstruderet LED-køleplader afleder varme fra LED-lys (lysemitterende diode) lysarmaturer. De er lavet ved at ekstrudere aluminium til en bestemt form og størrelse. Det skaber en ribbestruktur, der øger overfladearealet til varmeafledning. Kølepladen er derefter fastgjort til LED-armaturen. Dette er med til at holde LED'en kølig og forlænger dens levetid. Derfor giver deres design mulighed for en omkostningseffektiv og tilpasselig løsning. Det er et populært valg til kommerciel og industriel belysning.
- Bonded Fin Heat Sinks
Bonded fin LED-køleplader består af et basismateriale og finner. De er limet sammen ved hjælp af en højstyrke klæbemiddel. Denne bindingsproces hjælper med at forbedre varmeoverførselseffektiviteten og reducere termisk modstand.
Finnerne er designet til at øge kølepladens overfladeareal. Det tillader mere varme at spredes ud i luften. Ydermere er dette med til at holde LED-lys kølige. Plus, det hjælper med at forlænge deres levetid og opretholde deres ydeevne. Bonded fin heatsinks er typisk lavet af aluminium eller kobber. De bruges i gadelygter, indendørs belysningsarmaturer og belysningssystemer til biler.
- Foldede Fine køleplader
Folded Fin LED-køleplader er et kølesystem, der bruges i LED-belysningsarmaturer. De er lavet af tynde metalfinner, der er bøjet og stablet sammen. Det skaber et stort overfladeareal til varmeafledning. Dette design giver mulighed for en kompakt og effektiv køleløsning. Dette er ideelt til brug i små LED-belysningsarmaturer. Det foldede finnedesign giver også mulighed for god luftstrøm. Det hjælper med at sprede varmen hurtigt og effektivt.
- Z-Clip Holder køleplader
Z-Clip Retainer LED-køleplader er designet med en Z-formet clips. Den fastgøres til LED-lyset og holder kølepladen på plads. Dette giver mulighed for effektiv varmeafledning. De hjælper med at holde LED-lyset kørende ved optimale temperaturer og forlænger dets levetid. LED-køleplader kommer også med indbyggede LED-lysholdersystemer. Det forhindrer LED-lyset i at løsne sig og forbedrer sikkerheden.
Typer af kølelegemematerialer
Køleplader kommer i forskellige materialer, herunder aluminium, kobber og polymer.
- Aluminium køleplader
LED-køleplader i aluminium er et populært valg til køling af LED-belysningssystemer. De tilbyder flere vigtige fordele, såsom lav pris, letvægtskonstruktion og god termisk ydeevne. LED-køleplader i aluminium afleder også varmen hurtigt. Dette gør det muligt for systemet at køre ved lavere temperaturer og forbedrer effektiviteten. Derudover er aluminium et stærkt og holdbart materiale. Det kan således modstå barske miljøforhold.
- Kobber køleplader
Kobber LED-køleplader er yderst effektive til at sprede varme. De reducerer risikoen for overophedning og beskadigelse af lysdioderne. Kobber har også høj varmeledningsevne. Det gør det muligt hurtigt at overføre varme væk fra LED'en. Dette hjælper med at opretholde optimal ydeevne over en længere periode. Derudover er kobber let og korrosionsbestandigt. Dette gør det til et perfekt alternativ til industrielle applikationer.
- Polymer køleplader
Polymer LED-køleplader kan tilbyde forbedret varmeafledning. Det kan også give øget effektivitet og længere levetid for LED-produkter. Kølepladens unikke polymerdesign kan aflede varmen hurtigere end traditionelle metaldesigns. Dette hjælper med at reducere risikoen for LED-fejl på grund af problemer med termisk styring. Polymer LED'er kræver også mindre energi for at køre. Dette gør dem mere omkostningseffektive og energieffektive.
Desuden har LED-produkter med polymer-køleplader en længere levetid end dem uden. Dette kan hjælpe virksomheder med at reducere deres vedligeholdelsesomkostninger. Det forbedrer også levetiden for deres investeringer i LED-belysning.
Kølepladematerialer: Aluminium vs. kobber – hvad er bedre?
Aluminium og kobber har begge deres fordele og ulemper. Så det er afgørende at forstå deres forskelle for at træffe en informeret beslutning.
| Kølelegemet i aluminium | Kobber køleplade |
| Let og lav pris | Tung og dyr i forhold til aluminium |
| Høj varmeledningsevne | Høj varmeledningsevne |
| Lav mekanisk styrke | Høj mekanisk styrke |
| Ikke så god til at lede strøm som kobber | Fremragende elektrisk og termisk ledningsevne |
Aluminium har lavere varmeledningsevne end kobber, hvilket betyder, at det tager længere tid for varme at bevæge sig igennem det. På den anden side er aluminium væsentligt lettere end kobber og har højere strukturel integritet.
Desuden har kobber bedre varmeledningsevne end aluminium. Dette gør det til et bedre valg til applikationer, der kræver den mest effektive varmeafledning. Derudover korroderer kobber ikke som aluminium gør.
Hvilket materiale der er bedst afhænger i sidste ende af applikationens specifikke behov. Til industriel belysning og bilbelysning ville kobber være bedst. På den anden side er aluminium et perfekt valg til arkitektonisk belysning.
Overvejelser om design af køleplader
Design af en køleplade kræver overvejelse af flere faktorer. Disse er som følger-
- Type køleplader
Typen af køleplade har en væsentlig betydning for de overordnede overvejelser. Passive dræn er køleplader med et stort overfladeareal eller finner. De er designet til at sprede varme gennem konvektion eller stråling. Aktive vaske er ventilatorer eller væskekølesystemer. De virker ved aktivt at flytte luft eller væske for at fjerne varme fra kilden.
Derfor har hver type vask sine fordele og overvejelser. For eksempel kan aktive vaske have brug for ekstra strøm for at fungere. Og det kan være mere støjende end passive vaske. Derfor er nøje overvejelser et must for de forskellige typer vaske.
- Materialer af køleplade
Valget af køleplade vil bestemme effektiviteten og effektiviteten af den termiske styring. Da hver type materiale har forskellige termiske egenskaber.
De mest brugte typer er aluminium og kobber. Desuden har de begge god varmeledningsevne. De har også en stor overflade til at sprede varme. For højere temperaturtolerance kan andre materialer kræve keramik eller grafit. Derudover skal du overveje kølepladens form og størrelse. Dette sikrer optimal ydeevne og passer inden for enhver pladsbegrænsning.
- Grænsedesign
Grænsedesign påvirker systemets kølekapacitet, omkostninger og overordnede effektivitet. Designere kan optimere systemets termiske ydeevne. Også formen og størrelsen af kølepladen påvirker luftstrøm, konvektion og ledning. Boundary-designet påvirker også det tilgængelige overfladeareal til varmeafledning. En veldesignet køleplade vil have nok overfladeareal. Det vil sprede den genererede varme effektivt og samtidig minimere de samlede omkostninger.
MCPCB'er: Hvordan hjælper det LED-kølelegemet?
MCPCB'er er metalkerne printkort. De er designet til effektivt at lede LED-varme væk fra lyskilden. Metalkernen i MCPCB'en fungerer som en termisk bro. Dette tillader varmen at spredes fra LED'en til kølepladen.
MCPCB-teknologien udnytter det faktum, at metal har en meget højere varmeledningsevne end FR4 (glasfiberforstærket epoxy). Således overfører den mere effektivt varme væk fra LED'er. Metalkernen giver også strukturel stabilitet. Det forbedrer den elektriske forbindelse, hvilket gør det til en ideel løsning til LED-kølingsapplikationer.
Kræver LED-strips køleplade?
Lille, lavenergi LED strips kræver typisk ikke en køleplade, da de genererer meget lidt varme. Til kraftige LED-strips kan en køleplade dog varmt anbefales. Da det hjælper med at sprede varme og forhindre skader på LED-strimlen.
Køleplader er ofte konstrueret af metal og tjener som ledere. Den trækker varmen væk fra LED-strimlen og spreder den ud i den omgivende luft. Uden en køleplade kan kraftige LED-strips overophedes. Dette vil reducere deres levetid og få dem til at fejle. Så hvis du bruger en kraftig LED-strimmel, er det tilrådeligt at bruge en køleplade. Dette vil sikre dens levetid og optimale ydeevne.
Hvordan størrelser man en køleplade til lysbånd?
Dimensionering af en køleplade til at strippe lys er et afgørende skridt for belysningssystemets levetid og effektivitet. Her er trinene til at dimensionere kølepladen til lysbånd:
Trin-1: Bestem styrken af lysbåndene
Det første trin er at bestemme effekten af lysbåndene i watt. Disse oplysninger er normalt tilgængelige i produktspecifikationerne.
Trin-2: Beregn den genererede varme
Det næste trin er at beregne den varme, der genereres af lysbåndene. Dette kan gøres ved hjælp af formlen: Varmegenereret = Effekt x Effektivitet. Effektivitetsfaktoren er normalt omkring 90%.
Trin-3: Bestem kølelegemets termiske modstand
Termisk modstand er et mål for kølepladens modstand mod varmeoverførsel. Det udtrykkes normalt i °C/W.
Trin-4: Bestem den maksimalt tilladte temperaturstigning
Den maksimalt tilladte temperaturstigning er forskellen mellem de omgivende og maksimale temperaturer, som lysbåndet skal nå. Producenten angiver normalt denne temperatur.
Trin-5: Beregn den nødvendige kølepladestørrelse
Det sidste trin er at beregne den nødvendige kølepladestørrelse ved hjælp af formlen-
Påkrævet kølepladestørrelse = varmegenereret ÷ (termisk modstand x maksimal tilladt temperaturstigning)
Det er vigtigt at huske, at ovenstående beregninger blot er skøn. For et præcist skøn kan du tale med en ekspert. Overvej desuden de fysiske dimensioner af kølepladen. Disse er længden og bredden for at sikre, at den passer passende ind i belysningssystemet.
Faktorer at overveje, når du vælger en LED-køleplade
De faktorer, der skal tages i betragtning, når du vælger en LED-køleplade, er som følger:
Termisk modstand
Termisk modstand refererer til kølepladens evne til at lede varme væk fra LED'en. Hvis den termiske modstand er for høj, vil der opbygges varme og få LED'en til at overophedes og svigte for tidligt.
På den anden side, hvis den termiske modstand er for lav, vil kølepladen være for omfangsrig. Dette vil påvirke det overordnede design af LED-systemet. Det er vigtigt at finde en balance mellem termisk modstand og andre faktorer, såsom pris, størrelse og materiale, for at vælge den rigtige LED-køleplade til din specifikke anvendelse.
Varmeflow
Når du vælger en LED-køleplade, skal du overveje varmeflowet. Kølepladens primære funktion er at lede varme væk fra LED'en. Det forhindrer overophedning og forlænger dens levetid. Hvis kølepladen ikke effektivt kan overføre varme, vil LED'en til sidst overophedes og svigte.
Du bør evaluere varmeflowet ud fra LED'ens effektudgang. Det tæller også på den omgivende temperatur og materialets termiske modstand. Det anbefales at vælge en køleplade med høj varmeledningsevne og lav varmemodstand. Dette sikrer optimal varmeoverførsel. Med korrekt varmeflow vil LED-kølepladen give pålidelig og effektiv køling af LED'en.
Varmeledningsevne
Termisk ledningsevne er et materiales evne til at overføre varme fra et punkt til et andet. Høj varmeledningsevne betyder, at varmen effektivt spredes fra LED'en til kølepladen. Brug af en køleplade med bedre varmeledningsevne forhindrer LED'er i at overophedes. Forskellige materialer har imidlertid forskellige varmeledningsevner. For eksempel varierer aluminiums varmeledningsevne fra cirka 170-251 W/mK. Samtidig er kobbers varmeledningsevne højere end aluminiums med en værdi på omkring 401 W/mK.
Perfekt køleplade type
Passive køleplader er designet til at sprede varme gennem naturlig konvektion og ledning. Derfor er de ikke afhængige af aktive kølemetoder såsom ventilatorer eller vandkøling. Dette kan være en attraktiv mulighed for nogle applikationer, da det eliminerer behovet for vedligeholdelse og støj. Det stopper også potentielle fejlpunkter forbundet med aktiv køling. Derudover kan passive køleplader være mere omkostningseffektive. Den har også en mindre formfaktor end dynamiske køleløsninger.
Naturlig konvektion
Naturlig konvektion refererer til strømmen af varmeoverførsel gennem en væske, normalt luft. I denne proces fjerner væsken/luften, der strømmer hen over den varme køleplade, varme fra overfladen og overfører den til det omgivende miljø.
Forøgelse af luftturbulensen mellem kølepladernes finneafstand øger imidlertid den naturlige konvektion i høj grad. I dette tilfælde har design og struktur af finner/plader betydning. For eksempel accelererer finner med borede huller kølemekanismen. Så overvej denne faktor, før du vælger en ideel køleplade til din LED.
Høj varmeafledning
Høj varmeafledning gør det muligt for LED-lysene at fungere ved en lavere temperatur. Det mindsker risikoen for skader ved overophedning og forlænger lygternes levetid. Og denne type køleplade reducerer den energi, der kræves for at afkøle lysene. Det reducerer til gengæld det samlede energiforbrug. Også en høj varmeafledningskøleplade er med til at reducere vedligeholdelsesudgifterne i det lange løb.
Finnernes form og størrelse
Størrelsen og antallet af finner bestemmer overfladearealet, hvor varme kan spredes. Samtidig kan finnernes form påvirke kølepladens luftstrøm og samlede effektivitet. Desuden vil en opvarmet vask med store, jævnt fordelte finner give bedre varmeafledning. Sammenlignet med en med små, tætsiddende finner. Derudover kan formen af finnerne, såsom flade eller buede, også påvirke varmeafledningsevnen.
Hvordan installerer man en LED-køleplade?
Her er en trin-for-trin guide til installation af en LED-køleplade:
For det første, klargør LED'en til installation af heatsink. Hvis LED'en er ny, skal den indsættes i LED-holderen eller -stikket. Hvis LED'en er installeret, skal du sikre dig, at den er sikkert på plads og ikke løsner sig under installationen af kølepladen.
For det andet, rengør LED'erne og kølepladens overflade med isopropylalkohol for at sikre en stærk binding. Påfør en lille mængde termisk forbindelse på overfladen af LED'en. Denne inklusion vil forbedre varmeoverførslen mellem LED'en og kølepladen.
For det tredje, juster kølepladen med LED'en og fastgør den til LED-holderen eller -stikket. Afhængigt af kølepladen og LED-holderens design kan dette involvere skruer, clips eller en kombination af begge. Når kølepladen er forsvarligt fastgjort, skal du tænde LED'en og kontrollere, om den fungerer korrekt. LED'en skal være lysstærk og stabil uden flimren eller dæmpning.
Endelig Hvis LED'en fungerer korrekt, stram eventuelle skruer eller clips for at sikre en sikker forbindelse. Tilsæt om nødvendigt en termisk forbindelse for at forbedre varmeafledningen.
Hvordan maksimerer man effektiviteten af køleplade?
Det er vigtigt at sikre, at den har den rigtige størrelse for at maksimere effektiviteten af en LED-køleplade. Også tilstrækkeligt konstrueret og passende installeret. Kontroller, at kølepladen er stor nok til at modstå den varme, der genereres af LED-enheden. Hvis den er for lille, spreder den ikke varmen effektivt. Derudover er det et must at vælge et materiale af høj kvalitet med god varmeledningsevne. Dette vil være med til at sikre optimal ydeevne.
Endelig er korrekt installation afgørende for optimal ydeevne. Sørg for, at LED-kølepladen er sikkert fastgjort til enheden. Sørg også for, at der ikke er huller i samlingen, der kan forstyrre luftstrømmen. Disse trin hjælper med at sikre, at din LED-køleplade fungerer effektivt.
Betyder vægten af kølepladen noget?
Ja, vægten af kølepladen betyder noget. Jo tungere kølepladen er, jo bedre vil den aflede varme og holde komponenterne køligere. Tyngre køleplader har også mere overflade. Dette giver dem mulighed for at absorbere mere varme fra de komponenter, de afkøler. Så når du vælger en køleplade, er det vigtigt at overveje dens størrelse og vægt.
Ofte Stillede Spørgsmål
Konklusion
Generelt er LED-køleplader specielt designet til LED-belysning. Det giver en måde at holde LED'er kørende på deres bedste og samtidig forhindre dem i at blive for varme. De virker ved at overføre varmen væk fra lysdioderne. Dette giver dem mulighed for at være køligere og mere effektive.
Som konklusion forhindrer en LED-køleplade enhver potentiel skade, der kan forårsages af overophedning. Uden det ville LED'er ikke være i stand til at nå deres fulde potentiale. Derfor er det vigtigt at sikre korrekt varmestyring for enhver LED-opsætning.
LEDYi fremstiller høj kvalitet LED strips og LED neon flex. Alle vores produkter gennemgår højteknologiske laboratorier for at sikre den højeste kvalitet. Desuden tilbyder vi tilpasningsmuligheder på vores LED-striber og neon flex. Så for premium LED strip og LED neon flex, kontakt LEDYi ASAP!
