تبديد الحرارة لمصابيح LED عالية الطاقة
LED هو جهاز بصري إلكتروني، حيث يتم تحويل 15% إلى 25% فقط من الطاقة الكهربائية إلى طاقة ضوئية أثناء تشغيله، أما بقية الطاقة الكهربائية فهي تقريبًايتم تحويلها إلى طاقة حرارية، مما يجعل درجة حرارة الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) أعلى. في مصابيح LED عالية الطاقة، يُعد تبديد الحرارة مشكلة رئيسية تتطلب تحقيقًا خاصًا. على سبيل المثال، إذا كانت كفاءة التحويل الكهروضوئي لمصباح LED أبيض بقدرة 10 وات 20٪ كما هو مذكور أعلاه، أي أن 8 وات من الطاقة الكهربائية يتم تحويلها إلى طاقة حرارية. إذا لم تتم إضافة أي تدابير لتبديد الحرارة، فسترتفع درجة حرارة قلب الصمام الثنائي الباعث للضوء عالي الطاقة بسرعة. عندما تتجاوز قيمة TJ الخاصة به الحد الأقصى لدرجة الحرارة المسموح بها (عادةً 150 درجة مئوية)، فسوف يتلف الصمام الثنائي الباعث للضوء عالي الطاقة بسبب ارتفاع درجة الحرارة. لذلك، في تصميم مصابيح ED عالية الطاقة، فإن أهم عمل تصميم هو تصميم تبديد الحرارة.
بالإضافة إلى ذلك، في حساب تبديد الحرارة لأجهزة الطاقة العامة (مثل مصدر طاقة 1C)، يكفي أن تكون درجة حرارة الوصلة أقل من الحد الأقصى المسموح به (عادةً 125 درجة مئوية). أما في تصميم تبديد الحرارة لمصابيح LED عالية الطاقة، فإن متطلبات قيمة TJ أقل بكثير من 125 درجة مئوية. والسبب هو أن TJ لها تأثير كبير على معدل استخراج الضوء وعمر مصباح LED: فكلما ارتفع TJ، انخفض معدل استخراج الضوء وقصر عمره.
مسار تبديد الحرارة لمصباح LED عالي الطاقة.
تُولي مصابيح LED عالية الطاقة أهمية كبيرة لتبديد الحرارة في التصميم الهيكلي. يستخدم بعض المصممين وسادة معدنية كبيرة لتبديد الحرارة أسفل القالب، مما يسمح بانتشار حرارة القالب إلى الخارج عبرها. تُلحم مصابيح LED عالية الطاقة على لوحة مطبوعة (PCB). يُلحم السطح السفلي لوسادة تبديد الحرارة بسطح لوحة PCB المُغطى بالنحاس، وتُستخدم الطبقة الأكبر المُغطاة بالنحاس كسطح لتبديد الحرارة. ولتحسين كفاءة تبديد الحرارة، تُستخدم لوحة PCB مُغطاة بالنحاس ذات طبقتين. تُعد هذه اللوحة من أبسط هياكل تبديد الحرارة.
وقت النشر: 02-03-2022
