แผงระบายความร้อนใน LED คืออะไร?

 

หากคุณเคยใช้เวลาไปกับผลิตภัณฑ์ไฟ LED คุณคงเคยเห็นผลิตภัณฑ์เหล่านั้นแล้ว โครงสร้างโลหะแบบครีบที่เป็นซี่ๆ เหล่านั้นติดอยู่ที่ด้านหลังของอุปกรณ์ติดตั้งแบบเบย์สูง - โคมดาวน์ไลท์ หรือไฟหน้ารถยนต์ คนส่วนใหญ่มองดูพวกเขาแล้วคิดว่านั่นเป็นเพียงอะลูมิเนียมชิ้นหนึ่งที่ทำให้ดูเป็นอุตสาหกรรม

 

 

พวกเขาไม่ได้ผิดทั้งหมดเกี่ยวกับชิ้นส่วนอะลูมิเนียม แต่การเรียกฮีทซิงค์ว่า "แค่ชิ้นส่วนโลหะที่มีครีบ" ก็เหมือนกับการเรียกเครื่องยนต์รถแข่งว่า "แค่โลหะมัดติดกัน" มีความแม่นยำทางเทคนิคแต่พลาดทุกสิ่งที่สำคัญจริงๆ

 

แล้วตัวระบายความร้อนในแอพพลิเคชั่น LED คืออะไรกันแน่?

 

คำจำกัดความสั้น ๆ (และเหตุใดจึงสั้น)

แผงระบายความร้อนเป็นส่วนประกอบการจัดการระบายความร้อนแบบพาสซีฟที่ออกแบบมาเพื่อดูดซับความร้อนจากอาร์เรย์ LED หรือ LED และกระจายออกไปในอากาศโดยรอบ นั่นคือคำตอบในตำราเรียน

 

แต่หากคุณจัดหาส่วนประกอบเหล่านี้สำหรับผลิตภัณฑ์ที่จำเป็นต้องใช้-ระบบแสงสว่างเชิงพาณิชย์ ระบบยานยนต์ อุปกรณ์ทางการแพทย์ อุปกรณ์อุตสาหกรรม- คำจำกัดความนั้นไม่ได้ช่วยอะไรคุณมากนัก ไม่ได้บอกคุณว่าเหตุใดฮีทซิงค์บางตัวจึงทำงาน และบางตัวทำให้ฟิลด์ขัดข้อง ไม่ได้อธิบายว่าทำไมแผงระบายความร้อนสองตัวที่มีลักษณะเกือบจะเหมือนกันจึงสามารถทำงานแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง

 

เรามาเจาะลึกกันอีกหน่อย

 

ฮีทซิงค์ทำอะไรได้จริงภายในระบบ LED

LED แปลงไฟฟ้าเป็นแสง ส่วนที่ทุกคนจำได้ ส่วนที่ถูกทิ้งไว้ก็คือ LED จะแปลงไฟฟ้าส่วนสำคัญให้เป็นความร้อนด้วย ที่ทางแยก-จุดเล็กๆ ภายใน LED ที่เกิดแสง-อุณหภูมิอาจไต่ขึ้นอย่างรวดเร็ว หากปล่อยทิ้งไว้โดยไม่ตรวจสอบ ความร้อนนั้นจะทำให้ LED เสียหาย กำลังแสงลดลง การเปลี่ยนสี อายุขัยก็สั้นลง

 

แผงระบายความร้อนตั้งอยู่ระหว่าง LED และสภาพแวดล้อม หน้าที่ของมันคือดึงความร้อนออกจากทางแยก กระจายความร้อนออก และปล่อยออกไปในอากาศ โดยพื้นฐานแล้วมันคือสะพานระบายความร้อน

 

แต่สิ่งสำคัญคือข้อแตกต่างนี้: **แผงระบายความร้อนไม่ได้เป็นเพียงชิ้นส่วนโลหะเท่านั้น มันเป็นระบบที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมอย่างระมัดระวัง

 

การนำความร้อนเป็นรากฐาน

อลูมิเนียมครองพื้นที่นี้ด้วยเหตุผลที่ดี โดยมีค่าการนำความร้อนในช่วง 150 ถึง 200 W/m·K ขึ้นอยู่กับโลหะผสม. 6063 ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับการอัดขึ้นรูป. 6061 ปรากฏขึ้นเมื่อมีการตัดเฉือน ทองแดงนำไฟฟ้าได้ดีกว่า-ประมาณ 400 W/m·K-แต่จะหนักกว่า มีราคาแพงกว่า และมักจะใช้งานมากเกินไปสำหรับการใช้งาน LED เว้นแต่ว่าคุณกำลังเผชิญกับพลังงานที่มีความหนาแน่นสูงมาก

 

การเลือกใช้วัสดุมีผลมากกว่าประสิทธิภาพการระบายความร้อนเท่านั้น ซึ่งส่งผลต่อน้ำหนัก ต้นทุน ความสามารถในการผลิต และแม้กระทั่งรูปลักษณ์สุดท้ายหลังการรักษาพื้นผิว

 

พื้นที่ผิวเป็นตัวช่วยที่แท้จริง

แผ่นระบายความร้อนทำงานโดยให้ความร้อนมีพื้นที่ผิวให้ระบายออกไปได้มากขึ้น นั่นคือสิ่งที่ครีบมีไว้เพื่อ แต่การเพิ่มครีบไม่ได้ทำให้แผงระบายความร้อนดีขึ้นโดยอัตโนมัติ ความหนาแน่นของครีบ ความสูงของครีบ และการวางแนวของครีบ ล้วนส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของอากาศผ่านพื้นผิว

 

ในการทำความเย็นแบบพาสซีฟ-ซึ่งเป็นสิ่งที่แอปพลิเคชัน LED ส่วนใหญ่ใช้-การพาความร้อนตามธรรมชาติอาศัยลมอุ่นที่เพิ่มขึ้นและดึงอากาศเย็นเข้ามาจากด้านล่าง หากตีนกบแน่นเกินไป การไหลเวียนของอากาศจะหยุดลง แผงระบายความร้อนดูน่าประทับใจแต่ทำงานได้ไม่ดี การทำให้รูปทรงเรขาคณิตถูกต้องนั้นจำเป็นต้องมีการสร้างแบบจำลองความร้อนจริง ไม่ใช่แค่การคาดเดาเท่านั้น

 

อินเทอร์เฟซคือสิ่งที่ผิดพลาด

ซึ่งเป็นส่วนที่มักถูกมองข้ามบ่อยเกินควร แผงระบายความร้อนจะทำงานก็ต่อเมื่อความร้อนสามารถดึงจาก LED เข้าสู่อ่างล้างจานได้จริงๆ นั่นหมายถึง:

- พื้นผิวการติดตั้งที่เรียบและเรียบ
- แรงกดในการติดตั้งที่เหมาะสม
- วัสดุเชื่อมต่อในการระบายความร้อน-แผ่นความร้อน แผ่นหรือเฟส-เปลี่ยนวัสดุ-เพื่อเติมเต็มช่องว่างระดับจุลภาคระหว่าง LED และแผงระบายความร้อน

 

ข้ามขั้นตอนเหล่านี้ไป และความต้านทานความร้อนที่มีประสิทธิภาพจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าหรือสามเท่า แผงระบายความร้อนกลายเป็นของตกแต่งมากกว่าการใช้งาน

 

ประเภทของแผ่นระบายความร้อนที่คุณจะพบในการใช้งาน LED

แผงระบายความร้อน LED บางรุ่นไม่ได้ถูกสร้างขึ้นในลักษณะเดียวกัน วิธีการผลิตเปลี่ยนแปลงสิ่งที่เป็นไปได้ในแง่ของรูปร่าง ความซับซ้อน และราคา

 

 

 

แผ่นระบายความร้อนแบบอัดรีด

การอัดขึ้นรูปเป็นวิธีการทั่วไปสำหรับแผงระบายความร้อน LED และด้วยเหตุผลที่ดี มีความคุ้มค่า-ในขนาดที่คุ้มค่า สร้างโปรไฟล์ที่สม่ำเสมอ และทำงานได้ดีกับรูปทรงเชิงเส้น เช่น ที่ใช้ในระบบไฟส่องสว่างแบบแถบหรืออุปกรณ์ติดตั้งแบบเส้นตรงสูง- โปรไฟล์ที่อัดขึ้นรูปสามารถตัดให้ยาวและกลึงเพื่อติดตั้งได้ ข้อจำกัดหลักคือการอัดขึ้นรูปจะสร้างโปรไฟล์ที่คงที่-คุณไม่สามารถเปลี่ยนรูปแบบครีบตามความยาวได้

 

ครีบระบายความร้อนแบบ Skived และ Bonded-

เมื่อการออกแบบเรียกร้องให้มีความหนาแน่นของครีบที่สูงขึ้นหรือการวางแนวของครีบที่แตกต่างกันเกินกว่าที่การอัดขึ้นรูปสามารถทำได้ โครงสร้างครีบที่ร่อนหรือเชื่อมติดกัน-ก็เข้ามามีบทบาท การเล่นสกีจะตัดครีบบางๆ ออกจากบล็อกโลหะแข็ง ทำให้เกิดพื้นที่ผิวที่สูงมากในขนาดที่กะทัดรัด ส่วนประกอบครีบ-แบบบอนด์จะยึดครีบแต่ละตัวเข้ากับแผ่นฐาน ทำให้เกิดรูปทรงที่ซับซ้อนมากขึ้น ทั้งสองวิธีแสดงในแอปพลิเคชัน LED กำลังสูง-ซึ่งการระบายความร้อนแบบพาสซีฟจำเป็นต้องทำงานภายในพื้นที่จำกัดที่จำกัด

 

อ่างความร้อนแบบกลึง

สำหรับปริมาณต่ำ-ถึง-ขนาดกลางหรือการออกแบบที่ต้องใช้คุณลักษณะที่ซับซ้อน-จุดยึดแบบรวม โครงสร้างที่ปิดสนิท รูปทรงที่กำหนดเอง-แผงระบายความร้อนด้วยเครื่องจักรคือคำตอบ การตัดเฉือน CNC ช่วยให้มีคุณสมบัติที่มีความแม่นยำและค่าพิกัดความเผื่อที่แคบซึ่งโปรไฟล์ที่อัดขึ้นรูปไม่สามารถทำได้ ส่วนลด-คือต้นทุนต่อหน่วย ซึ่งมีแนวโน้มว่าจะสูงกว่าการอัดขึ้นรูป

 

หล่อ-อ่างระบายความร้อนแบบหล่อ

การหล่อขึ้นรูปมีรูปทรงที่ซับซ้อนในปริมาณมากพร้อมประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่ดี เป็นเรื่องปกติในผลิตภัณฑ์ LED เกรดผู้บริโภค-ซึ่งความสวยงามและการบูรณาการมีความสำคัญพอๆ กับประสิทธิภาพการระบายความร้อน ข้อเสียคือต้นทุนเครื่องมือล่วงหน้าที่สูงขึ้นและค่าการนำความร้อนต่ำกว่าเล็กน้อยเมื่อเทียบกับอะลูมิเนียมดัด

 

 

อะไรทำให้ชุดระบายความร้อนเหมาะสำหรับการใช้งาน LED ของคุณ

หากคุณกำลังระบุแผงระบายความร้อนสำหรับผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ ไม่มีตัวเลือกสากลที่ "ดีที่สุด" แผงระบายความร้อนที่เหมาะสมนั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยจำนวนหนึ่งที่เฉพาะเจาะจงกับการใช้งานของคุณ

 

- ความหนาแน่นของกำลัง:อาร์เรย์ LED 10- วัตต์ในพื้นที่ที่มีการระบายอากาศได้ดีเป็นปัญหาที่แตกต่างจากซัง 200 วัตต์ในอุปกรณ์ติดตั้งแบบปิด
- สภาพแวดล้อม:แผงระบายความร้อนที่ทำงานที่อุณหภูมิห้อง 25 องศาอาจทำงานล้มเหลวที่ 50 องศาภายในตู้ที่ปิดสนิท
- ข้อจำกัดด้านพื้นที่:บางครั้งแผงระบายความร้อนจะต้องพอดีกับพื้นที่เฉพาะ ซึ่งบังคับให้ต้องแลก-การออกแบบครีบ
- เฉยๆ กับ ใช้งานอยู่:แอปพลิเคชัน LED ส่วนใหญ่ใช้การระบายความร้อนแบบพาสซีฟ แต่เมื่อการไหลเวียนของอากาศถูกจำกัดหรือความหนาแน่นของพลังงานสูงเกินไป การบังคับการระบายความร้อนด้วยพัดลมจะเข้าสู่ภาพ
- ข้อกำหนดด้านสุนทรียภาพ:โดยเฉพาะอย่างยิ่งในผลิตภัณฑ์ด้านสถาปัตยกรรมหรือผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภค- แผ่นระบายความร้อนเป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบรูปลักษณ์ จำเป็นต้องยอมรับการตกแต่งพื้นผิว เช่น อโนไดซ์หรือการเคลือบสีฝุ่น โดยไม่กระทบต่อประสิทธิภาพ

 

ต้นทุนที่แท้จริงของการทำผิด

นี่คือจุดที่การสนทนาสามารถนำไปใช้ได้จริง การระบุตัวระบายความร้อนต่ำเกินไปมักไม่ทำให้เกิดความล้มเหลวในทันที สาเหตุคือ *เร่งความชรา* ไฟ LED ยังคงสว่างขึ้น มันยังคงผ่านการทดสอบเบื้องต้น แต่อุณหภูมิทางแยกที่เพิ่มขึ้นทุก ๆ 10 องศาจะทำให้อายุการใช้งานที่คาดหวังลดลงครึ่งหนึ่ง

ผลิตภัณฑ์ที่ออกแบบเป็นเวลา 50,000 ชั่วโมงที่ 85 องศาอาจส่งมอบได้เพียง 25,000 ชั่วโมงที่ 95 องศา หากคุณขายให้กับลูกค้าเชิงพาณิชย์ที่คาดหวังอายุการใช้งาน 50,000 ชั่วโมง ความแตกต่างจะแสดงเป็นการเรียกร้องการรับประกัน การเปลี่ยนภาคสนาม และความเสียหายต่อชื่อเสียง

 

วิศวกรรมมากเกินไปก็ไม่ใช่คำตอบเช่นกัน แผงระบายความร้อนขนาดใหญ่เพิ่มต้นทุนและน้ำหนักที่ไม่จำเป็น เป้าหมายคือโซลูชันที่มีขนาดเหมาะสมซึ่งตรงตามเป้าหมายด้านความร้อนโดยไม่มากเกินไป

 

สิ่งที่ต้องมองหาจากผู้จำหน่ายชุดระบายความร้อน

หากคุณกำลังจัดหาแผ่นระบายความร้อนสำหรับผลิตภัณฑ์ LED ซัพพลายเออร์มีความสำคัญพอๆ กับส่วนประกอบเอง ซัพพลายเออร์ที่ดีจะ:

- ถามเกี่ยวกับเป้าหมายอุณหภูมิทางแยกและสภาวะแวดล้อมของคุณ
- ให้ข้อมูลการสร้างแบบจำลองเชิงความร้อนหรือการจำลอง ไม่ใช่แค่ "เราคิดว่าสิ่งนี้จะได้ผล"
- ทำความเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างตัวเลือกการตัดเฉือนและกระบวนการขั้นปลาย เช่น อโนไดซ์
- เสนอทางเลือกในการอัดขึ้นรูป การตัดเฉือน และ-โครงสร้างครีบแบบเชื่อม
- ถือว่าแผงระบายความร้อนเป็นส่วนหนึ่งของผลิตภัณฑ์ของคุณ ไม่ใช่เพียงส่วนประกอบของสินค้าโภคภัณฑ์

 

 

 

ที่ZP อ่างความร้อนเราได้ออกแบบและผลิตโซลูชั่นระบายความร้อนสำหรับการใช้งาน LED ในภาคการค้า อุตสาหกรรม และยานยนต์ เราทำงานกับอะลูมิเนียม-แบบอัดขึ้นรูป กลึง และเชื่อม-ครีบ- และเราจัดการทุกอย่างตั้งแต่การจำลองความร้อนไปจนถึงการตกแต่งพื้นผิว หากคุณกำลังพัฒนาผลิตภัณฑ์ LED และต้องการให้การจัดการระบายความร้อนถูกต้องในครั้งแรก ลองดูสิ่งที่เราทำwww.zpheatsink.com. หรือติดต่อโดยตรง. เรายินดีที่จะพูดคุยผ่านใบสมัครเฉพาะของคุณ และช่วยให้คุณทราบว่าอะไรสมเหตุสมผลจริงๆ