Жарықдиодты салқындату. Мыс, алюминий, термопаста
Жарықдиод үшін тек қоректендірудің электрлік сұлбасы ғана емес, жылуды дұрыс әкету де маңызды. Жарықдиод қатты қызғанда емес, кристалл температурасы бақылауда болғанда тұрақты әрі тиімді жарық береді.
Мазмұны
- 1. Жарықдиодтардың қызуы
- 2. Төмен қуатты жарықдиодтар мен лентаны салқындату
- 3. Қуатты жарықдиодтарды салқындату
- 4. Салқындатуды ең қарапайым есептеу
- 5. Өзін-өзі тексеруге арналған сұрақтар
Жарықдиод «жанып тұрса» — бұл жақсы белгі емес. Дұрысы — оның жарқырап тұруы. Яғни энергия жарыққа жұмсалып, артық қызуға кетпеуі керек. Қызып кету кристаллдың тозуын тікелей жылдамдатады, жарықтығын төмендетеді және қызмет ету мерзімін қысқартады.
Жарықдиодтардың қызуы
Жарықдиодтар шынында да қыздыру шамдарына қарағанда азырақ қызады — осы жағынан олар әлдеқайда тиімді. Бірақ бұл олардың температурасы маңызды емес дегенді білдірмейді.
Керісінше: жарықдиод қызып кетуге сезімтал. Кристалл неғұрлым ыстық болса, соғұрлым тезірек деградация жүреді, жарық ағыны төмендейді және қызмет ету уақыты қысқарады.
Температура шамамен 120–150 °C деңгейіне жеткенде жарықдиод істен шығуы мүмкін. Сондықтан тәжірибеде кристаллды мұндай мәндерге жеткізбеу және жылу әкетуді дұрыс ұйымдастыру маңызды: жұмыс температурасы қолайлы шекте қалуы тиіс, шамамен 60–80 °C-тан жоғары емес.
Төмен қуатты жарықдиодтар мен лентаны салқындату
Төмен қуатты жарықдиодтарда жылу кристаллдан шығыстар мен контакт алаңшалары арқылы тарайды. Жылу таралатын аудан қаншалық үлкен болса, салқындату соншалық тиімді.
Сол себепті жарықдиодты лентада платаның мыс жолақтары маңызды: олар тек электр өткізгіш қана емес, сонымен бірге салқындату жүйесінің бір бөлігі ретінде де жұмыс істейді.
Дегенмен қазіргі ленталардың қуаты едәуір жоғары болуы мүмкін. Мұндай жағдайда бір платаның өзі жеткіліксіз, сондықтан лентаны алюминий профильге немесе жылуды жақсы өткізетін басқа бетке орнатқан дұрыс.
Қуатты лентаны тікелей ағашқа, пластикке немесе жылуды нашар өткізетін басқа материалға жапсыру — дұрыс шешім емес. Ол қызып жұмыс істеп, тезірек тозады.
Қуатты жарықдиодтарды салқындату
Шамдар мен прожекторларда қолданылатын қуатты SMD және COB жарықдиодтарда әдетте қосымша жылуөткізгіш төсем болады. Ол жылуды алюминий платаға немесе радиаторға әлдеқайда тиімді жеткізуге мүмкіндік береді.
Жарықдиод немесе матрица радиаторға мейлінше тығыз жанасуы үшін термопастаның жұқа қабаты қолданылады. Оның мақсаты қабатты қалыңдату емес, керісінше — беттер арасындағы микротегіссіздіктерді толтырып, жылу берілісін жақсарту.
Мұнда негізгі материалдар түсінікті: мыс кристаллдан жылуды жақсы алады, алюминий радиатор мен профиль үшін ыңғайлы, ал термопаста олардың арасында артық жылулық кедергісіз жылуды өткізуге көмектеседі.
Жарықдиодтарды салқындатуды ең қарапайым есептеу
Салқындатуда радиатордың өлшемі немесе салмағынан гөрі оның беткі ауданы маңыздырақ. Сол үшін радиаторларды қырлы немесе штырьлы етіп жасайды: салыстырмалы түрде ықшам габаритте жылу тарату ауданын ұлғайтуға болады.
Бөлме температурасында шамалап бағалау үшін мынадай жеңілдетілген тәуелділікті қолдануға болады:
мұнда Sрад — радиатор бетінің ауданы (см²), ал Pсд — жарықдиод қуаты (Вт)
Бұл әдіс тек өте жуық есепке жарайды, бірақ ол бағдар ретінде пайдалы: жеке қуатты жарықдиодтар үшін де, жарықдиодты матрицалар үшін де, лента үшін де.
Жеке бір жағдай — тікбұрышты профиль үшін лентаның рұқсат етілетін ең жоғары қуатын есептеу. Егер экран-диффузорды есепке алмасақ, салқындатуға профильдің артқы қабырғасы және екі бүйір жағы қатысады.
мұнда W — профиль ені (мм), H — профиль биіктігі (мм), ал Pм — лентаның бір метрге шаққандағы рұқсат етілетін қуаты
Өзін-өзі тексеруге арналған сұрақтар
1. Неліктен жарықдиодтарға сапалы салқындату қажет?
Жауапты көрсету
2. Қуатты жарықдиодты лентаны ағаш қабырғаға жапсыруға бола ма?
Жауапты көрсету
3. 1506 (15×6 мм) профильге қуаты бойынша ең көбі қандай лентаны орнатуға болады?
Жауапты көрсету
Pм = (W + 2H) / 2,5
Орнына қоямыз:
W = 15 мм, H = 6 мм
Pм = (15 + 2 × 6) / 2,5 = 27 / 2,5 = 10,8
Яғни шамамен — 10,8 Вт/м.