Günümüzde güçlü LED'lerden oluşan bir ürün satın almak sorun değil, ancak radyatörleri pahalı çünkü... zaten gözle görülür boyutlara ve kütleye sahip. Bu soruna çözümümü sunuyorum. Bildiğiniz gibi bir radyatörde en önemli şey yüzey alanıdır, dolayısıyla iğne tipi olanlar en etkili olanlardır. Altın radyatör formülünü bilmek 1 W = 10-30 m2. 10 W için bunu tahmin edebilirsiniz NEDEN OLMUŞ yaklaşık 200 m2'ye ihtiyacınız olacak. alan. Bu alanın herhangi bir büyük hırdavatçıda bulunabilen alüminyum levha kullanılarak kazanılmasına karar verildi. Bana olan da buydu.
Yapımı için video talimatları
Ama neredeyse 400 metrekarem var. radyatör alanı 1000x20x2 mm şeritlerden yapılmıştır. Bu, küçük bir fana sahip 20 W ve hatta 50 W LED için yeterlidir.
Sıcaklık
Ve benim 10 W'um için, bilinen bağımlılığa göre (şekle bakınız), 30°'lik bir delta elde edilir.
Maksimum izin verilen sıcaklık+80° LED'ler sayesinde bu radyatör +50°'ye kadar ortam sıcaklıklarında zorlamalı soğutma olmadan çalıştırılabilir. Aslında radyatörün pratikte ısınmaması şaşırtıcı değil çünkü doğal hava sirkülasyonu yaratır ve daha dar bir plakayı güvenle alabilir veya 50 W'a kadar daha güçlü bir LED takabilirsiniz. Zaten kendime birkaç 1000x15x2 mm satın aldım. 10 mm genişliğinde satsalardı ben de deneyebilirdim. Bu arada, aynı alüminyum şerit parçasından kolayca yapılabilen iki cıvata veya perçinle sabitlemek daha iyidir.
Aksesuarlar
En yakın hırdavatçıdan/marketten alacağınız alüminyum şeride ek olarak aşağıdakilere de ihtiyacınız olabilir:
İkinci durumda sürücü giriş voltajına dikkat edin. Ben 24 V şebekem için kullanıyorum ama 220 V'ta da hemen bulabilirsiniz. 10'lu pakette. daha ucuz olacak.
LED'ler en verimli ışık kaynaklarından biri olarak kabul edilir; ışık akıları yaklaşık 100 Lm/W gibi fantastik değerlere ulaşır. Floresan lambalar bunun yarısı kadar, yani 50-70 Lm/W üretir. Ancak LED'in uzun süreli çalışması için termal koşullarına dayanması gerekir. Bunun için LED'ler için markalı veya ev yapımı radyatörler kullanılır.
Diyotların neden soğumaya ihtiyacı var?
Yüksek ışık verimliliğine rağmen LED'ler tüketilen gücün yaklaşık üçte biri kadar ışık yayar, geri kalanı ise ısı olarak açığa çıkar. Diyot aşırı ısınırsa kristalinin yapısı bozulur ve bozulmaya başlar, ışık akısı azalır ve ısınma derecesi çığ gibi artar.
LED'in aşırı ısınmasının nedenleri:
- Çok fazla akım;
- zayıf besleme voltajı stabilizasyonu;
- zayıf soğutma.
İlk iki neden, LED'ler için yüksek kaliteli bir güç kaynağı kullanılarak çözülebilir. Bu tür kaynaklara sıklıkla denir. Onların özelliği voltajın dengelenmesinde değil, çıkış akımının dengelenmesinde yatmaktadır.
Gerçek şu ki, LED aşırı ısındığında LED'in direnci azalır ve içinden geçen akım artar. Güç kaynağı olarak bir voltaj dengeleyici kullanırsanız, süreç bir çığa dönüşecektir: daha fazla ısıtma, daha fazla akım anlamına gelir ve daha fazla akım, daha fazla ısıtma anlamına gelir ve bir daire içinde böyle devam eder.
Akımı dengeleyerek kristalin sıcaklığını kısmen dengelemiş olursunuz. Üçüncü neden ise LED'lerin zayıf soğutulmasıdır. Bu konuyu daha ayrıntılı olarak ele alalım.
Soğutma problemini çözme
Düşük güçlü LED'ler, örneğin: 3528, 5050 ve benzerleri, kontakları nedeniyle ısı yayarlar ve bu tür örneklerin gücü çok daha azdır. Cihazın gücü arttığında aşırı ısının giderilmesi sorunu ortaya çıkar. Bu amaçla pasif veya aktif soğutma sistemleri kullanılmaktadır.
Pasif soğutma- Bu, bakır veya alüminyumdan yapılmış normal bir radyatördür. Soğutma malzemelerinin yararları konusunda tartışmalar vardır. Bu tip soğutmanın avantajı gürültünün olmaması ve bakım ihtiyacının neredeyse tamamen olmamasıdır.
Pasif soğutmalı LED kurulumu spot ışığı Aktif soğutma sistemi kullanarak bir soğutma yöntemidir. dış güçısı dağılımını iyileştirmek için. Gibi en basit sistem Radyatör + soğutucu kombinasyonunu düşünebilirsiniz. Avantajı, böyle bir sistemin pasif sistemden 10 kata kadar çok daha kompakt olabilmesidir. Dezavantajı, soğutucudan gelen gürültü ve onu yağlama ihtiyacıdır.
Radyatör nasıl seçilir?
Bir LED için radyatörün hesaplanması, özellikle yeni başlayanlar için tamamen basit bir işlem değildir. Bunu gerçekleştirmek için kristalin termal direncinin yanı sıra kristal-substrat, substrat-radyatör ve radyatör-hava geçişlerini bilmeniz gerekir. Çözümü basitleştirmek için çoğu kişi 20-30 cm2/W oranını kullanır.
Bu, her watt LED ışık için yaklaşık 30 cm2 alana sahip bir radyatör kullanmanız gerektiği anlamına gelir.
Doğal olarak bu çözüm tek değildir. Aydınlatma yapınız serin bir bodrum katında kullanılacaksa daha küçük bir alan alabilirsiniz ancak LED sıcaklığının normal sınırlar içinde olduğundan emin olun.
Önceki nesil LED'ler 50-70 derecelik kristal sıcaklıkta kendilerini rahat hissederken, yeni LED'ler 100 dereceye kadar sıcaklıkları tolere edebiliyor. Bunu belirlemenin en kolay yolu elinizle dokunmaktır; eliniz dayanamıyorsa her şey yolunda demektir, ancak kristal sizi yakabiliyorsa çalışma koşullarını iyileştirmeye karar verin.
Alanı hesaplıyoruz
Diyelim ki 3W'lık bir lambamız var. Yukarıda açıklanan kurala göre 3W LED'in radyatör alanı 70-100cm2'ye eşit olacaktır. İlk bakışta büyük görünebilir.
Ancak bir LED için radyatör alanını hesaplamayı düşünelim. Düz plakalı bir radyatör için alan şu şekilde hesaplanır:
a * b * 2 = S
Nerede A,B– plakanın kenarlarının uzunluğu, S – Toplam alanı radyatör
2 katsayısı nereden geldi? Gerçek şu ki, böyle bir radyatörün iki tarafı vardır ve ısıyı eşit şekilde yayarlar. çevre bu nedenle radyatörün toplam kullanılabilir alanı her bir tarafının alanına eşittir. Onlar. bizim durumumuzda kenar ölçüleri 5*10cm olan bir tabağa ihtiyacımız var.
Kanatlı bir radyatör için toplam alan, tabanın alanına ve her bir kaburganın alanına eşittir.
DIY soğutma
Radyatörün en basit örneği kalay veya alüminyum levhadan kesilmiş bir “güneş”tir. Böyle bir radyatör 1-3W LED'leri soğutabilir. Bu tür iki tabakayı termal macunla birlikte bükerek ısı transfer alanını artırabilirsiniz.
Bu doğaçlama araçlardan yapılmış sıradan bir radyatör, oldukça ince olduğu ve daha ciddi lambalar için kullanılamadığı ortaya çıkıyor.
Bu şekilde kendi ellerinizle 10W LED için radyatör yapmak imkansız olacaktır. Dolayısıyla bu kadar güçlü ışık kaynakları için bilgisayarın merkezi işlemcisinden bir radyatör kullanabilirsiniz.
Soğutucuyu bırakırsanız LED'lerin aktif olarak soğutulması daha güçlü LED'ler kullanmanızı sağlayacaktır. Bu çözüm, fandan ilave ses çıkaracak ve ilave güç ile soğutucunun periyodik bakımını gerektirecektir.
10W'lık bir LED'in radyatör alanı oldukça büyük olacaktır - yaklaşık 300cm2. İyi karar bitmiş alüminyum ürünlerin kullanılması olacaktır. Bir hırdavat veya hırdavat mağazasından alüminyum profil satın alabilir ve bunu yüksek güçlü LED'leri soğutmak için kullanabilirsiniz.
Bu tür profillerden gerekli alanı birleştirerek iyi bir soğutma elde edebilirsiniz, en azından tüm birleşim yerlerini kaplamayı unutmayın ince tabaka Termal macun. Ticari olarak çok çeşitli tiplerde üretilen soğutma için özel bir profilin bulunduğunu söylemekte fayda var.
Kendi elinizle LED soğutma radyatörü yapma imkanınız yoksa eski elektronik ekipmanlarda, hatta bilgisayarda uygun kopyaları arayabilirsiniz. Anakart üzerinde birkaç tane bulunur. Güç devrelerinin yonga setlerini ve güç anahtarlarını soğutmak için gereklidirler. Böyle bir çözümün mükemmel bir örneği aşağıdaki fotoğrafta gösterilmektedir. Alanları genellikle 20 ila 60 cm2 arasındadır. Bu da 1-3 W LED'i soğutmanıza olanak tanır.
Bir diğer ilginç seçenek alüminyum levhalardan radyatör imalatı. Bu yöntem hemen hemen her numarayı aramanıza olanak tanır gerekli alan soğutma. Videoyu izle:
LED nasıl düzeltilir
İki ana sabitleme yöntemi vardır, ikisini de ele alalım.
İlk yol- mekanik. LED'i kendinden kılavuzlu vidalarla veya diğer bağlantı elemanlarıyla radyatöre vidalamaktan oluşur, bunun için özel bir "yıldız" tipi alt tabakaya ihtiyacınız vardır (yıldıza bakın). Termal macunla önceden yağlanmış bir diyot ona lehimlenmiştir.
LED'in "göbeği" üzerinde ince sigara çapında özel bir temas yaması bulunmaktadır. Bundan sonra güç kabloları bu alt tabakaya lehimlenir ve radyatöre vidalanır. Bazı LED'ler, fotoğraftaki gibi zaten bir adaptör plakasına monte edilmiş olarak satışa sunuluyor.
İkinci yol- yapışkandır. Plakalı veya plakasız montaja uygundur. Ancak metali metale yapıştırmak her zaman mümkün değildir; bir LED'i radyatöre nasıl yapıştırabilirim? Bunu yapmak için özel bir termal iletken yapıştırıcı satın almanız gerekir. Hem donanım mağazalarında hem de radyo parça mağazalarında bulunabilir.
Böyle bir sabitlemenin sonucu şöyle görünür:
sonuçlar
Gördüğünüz gibi, bir LED için radyatör hem mağazada hem de eski cihazlarınızı karıştırarak veya sadece her türlü küçük şeyin birikintilerinde bulunabilir. Özel soğutma kullanılmasına gerek yoktur.
Radyatör alanı nem, ortam sıcaklığı ve radyatör malzemesi gibi bir takım koşullara bağlı olmakla birlikte evsel çözümlerde bunlar ihmal edilmektedir.
Her zaman ver Özel dikkat Cihazlarınızın termal koşullarını kontrol etmek. Bu şekilde onların güvenilirliğini ve dayanıklılığını garanti altına alacaksınız. Sıcaklığı elle belirleyebilirsiniz, ancak ölçebilme özelliğine sahip bir multimetre satın almak daha iyidir.
Alüminyum kanatlı radyatörler için Tayvanlı uzmanlardan yaklaşık veriler bulunmaktadır:
- 1W 10-15kv/cm
- 3W 30-50kv/cm
- 6W 150-250kv/cm
- 15W 900-1000kv/cm
- 24W 2000-2200kv/cm
- 60W 7000-73000kv/cm
Bu veriler pasif soğutma içindir.
Ancak bu veriler iklim koşullarına göre hesaplanmıştır ve yine de yaklaşıktır çünkü değerler kesin değil, alan farkı var.
Hesaplamak için aşağıdaki parametreleri bilmeniz gerekir:
1. Hangi tip radyatör kullanacağınızı anlamalısınız:
plaka, pim, nervürlü
- Lamel
- Pim (iğne)
- Nervürlü
2. Radyatörün yapıldığı malzemeyi de dikkate almanız gerekir. Çoğu zaman bakır veya alüminyumdur, ancak son zamanlarda melezler de ortaya çıkmıştır.
Hibritlerde, çalışma elemanı (soğutma gerektiren eleman) ile temas halinde olan yerleşik bir bakır plaka bulunur. bu durumda LED), ardından alüminyum.
3. Radyatör yüzey alanına göre değil, şuna göre hesaplanır: kullanılabilir alan dağılım.
4. Bir sonraki faktör, ısının çalışma elemanından radyatöre nasıl aktarıldığıdır; termal macun veya termal bant uygulanır veya basitçe lehimlenir.
5. Kristal LED gövdesinin direncini bilmek faydalı olacaktır.
6. Ek radyatör soğutması olacak mı ve ne tür bir soğutma olacak:
- Soğutucu kullanma (küçük fan):
- Su soğutma:
Kesinlikle su soğutma Sadece bir soğutucudan daha verimli olacaktır ancak onunla soğutma, güce bağlı olarak radyatör alanını 3-5 kat azaltmanıza olanak sağlayacaktır. Ancak suyla ilgili olarak sistem sızıntıları gibi başka sorunlar da ortaya çıkabilir.
7. Ayrıca sağlanan gücü de hesaba katmak gerekir; LED maksimum kapasitesinde çalışıyorsa, daha fazla soğutmaya ihtiyaç duyacaktır, aşırı güç tamamen ısıya dönüşecektir, ancak yük örneğin yarı yarıya azalırsa aşırı ısınma çok daha düşük olacaktır.
Ayrıca cihazın iç veya dış mekanlarda kullanılacağı yeri de göz önünde bulundurmalısınız.
İnternette deneysel olarak elde edilmiş, faydalı olabilecek bir formül de vardır:
Soğutucu S = (22-(M x 1,5)) x W
S – radyatör (soğutucu) alanı
W – watt cinsinden sağlanan güç
M – kalan kullanılmayan LED gücü
Ortaya çıkan alan ile ilave bir radyatör soğutma cihazına ihtiyaç duyulmaz, soğutma gerçekleşir doğal olarak ve her koşulda iyi ısı dağılımı sağlayacaktır.
Formül bir alüminyum radyatör için geçerlidir. Bakır için alan neredeyse 2 kat azalacaktır.
Çeşitli malzemelerin W/m * °C cinsinden ısıl iletkenliği
gümüş - 407
altın - 308
alüminyum - 209
pirinç - 111
platin - 70
gri dökme demir - 50
bronz - 47-58
LED'ler sadece birkaç yıl önce ortaya çıktı. Ancak aydınlatma ürünleri pazarındaki liderlik konumlarını şimdiden korumayı başardılar. Sadece aydınlatma sistemlerinde değil aynı zamanda aydınlatma sistemlerinde de kullanılabilirler. çeşitli el sanatları veya amatör planlar. LED ile uğraşırken soğutma seçeneklerine dikkat etmeniz gerekir. LED'leri soğutmanın bir yolu bir soğutucu takmaktır.
LED'leri soğutmak için radyatörler
Makalemiz size bir soğutma cihazının doğru ve kendi ellerinizle nasıl monte edileceğinin tüm sırlarını açıklayacaktır.
Neden bir soğutucuya ihtiyaç duyulur?
Başlamadan önce kendi kendine montaj LED'ler için ısı emici, ışık kaynağının özelliklerini bilmeniz gerekir.
LED'ler iki bacağı (“+” ve “-”) olan yarı iletkenlerdir; kutuplulukları vardır.
LED'ler
Onlar için uygun bir radyatör üretebilmek için belirli bir hesaplamanın yapılması gerekmektedir. Öncelikle bu hesaplama akımın yanı sıra gerilim ölçümlerini de içermelidir. Ayrıca LED'ler de dahil olmak üzere elektrik yoğun olan herhangi bir cihazın ısınma eğiliminin olduğu unutulmamalıdır. Bu nedenle burada bir soğutma sistemine ihtiyaç duyulmaktadır.
Hesaplamalar yaparken, ışık kaynağının belirtilen gücünün yalnızca 1 / 3'ünün ışık akısına dönüştürüleceğini unutmayın (örneğin, 10w üzerinden 3-3,5). Bu nedenle asıl kısım ısı kayıpları olacaktır. Isı kaybını en aza indirmek için radyatörler kullanılır.
Not! LED'in aşırı ısınması servis ömrünün azalmasına neden olur. Bu nedenle radyatör kullanmak aynı zamanda ışık kaynağının "ömrünü" uzatmanıza da olanak tanır.
Bu nedenle LED devreleri tüm ana elemanlar için bir soğutma kompleksine sahiptir.
Bugün, LED'leri içeren elektrik devresinin elemanlarını soğutmak için üç ısı giderme seçeneğini kullanabilirsiniz:
- cihaz gövdesi aracılığıyla (her zaman mümkün değildir);
- başından sonuna kadar baskılı devre kartı. Soğutma, akımın aktığı birincil olmayan iletken yollar aracılığıyla gerçekleşir;
- bir radyatör kullanarak. Hem panolara hem de LED'lere uyar.
Not! İkinci durumda, tam olarak hangi alan olması gerektiğini doğru hesaplamak gerekir.
LED soğutucu
En çok etkili yol Soğutma LED'leri, kendiniz kolayca oluşturabileceğiniz bir radyatör kullanmaktır. Unutulmaması gereken en önemli nokta, ısı emicinin çalışmasının kanatçıkların şekli ve sayısından etkilendiğidir.
Isı emicilerin tasarım özellikleri
LED'lere uygun bir radyatörü kendi elleriyle monte etme konusunda şaşkın olan çoğu kişi oldukça mantıklı bir soru soruyor: "Hangisi daha iyi?" Aslında, bugün tasarım özelliklerinde farklılık gösteren iki grup ısı emici vardır:
- iğne şeklinde. En sık soğutma sistemlerinde kullanılır doğal tip. Bu tür modeller yüksek güçlü LED'ler için kullanılır;
İğne radyatörü
- nervürlü. Cebri soğutma sistemlerinde kullanılır. Geometrik parametrelere bağlı olarak seçilirler. Üstelik yüksek güçlü LED'leri soğutmak için de kullanılabilirler.
Kanatlı radyatör
Soğutucu tipini seçerken iğneli pasif cihazın kanatlı modelin verimliliğini %70 oranında aştığını unutmamalısınız.
Herhangi bir tasarıma sahip (kanatlı veya iğne şeklinde) bir radyatör farklı şekillere sahip olabilir:
- kare;
- yuvarlak;
- dikdörtgen.
Soğutma ihtiyacına göre LED'lere uygun soğutucu seçeneği seçilmelidir.
Bilgi İşlem Özellikleri
Kendi elinizle bir radyatör oluşturmak için bir devrenin hesaplanması her zaman eleman tabanının seçimiyle başlamalıdır. Buradaki derecelendirmenin yalnızca monte edilen soğutucunun potansiyeline değil, aynı zamanda ek kayıpların oluşmasını önlemek için de uygun olması gerektiğini unutmayın. Aksi takdirde ev yapımı aparat düşük verimliliğe sahip olacaktır. Ve bunun için öncelikle radyatör alanını hesaplamak gerekiyor.
Alan gibi bir parametrenin hesaplanması neleri içermelidir:
- cihazın değiştirilmesi;
- dağılım alanı nedir;
- ortam havası göstergeleri;
- ısı emicinin yapıldığı malzeme.
Bu tür nüanslar, eski bir radyatörün yeniden modellenmesinden ziyade yeni bir radyatör tasarlanırken dikkate alınmalıdır. Bir ısı emicinin kendi kendine montajı için en önemli gösterge, ısı değişim elemanının izin verilen maksimum güç dağılımının göstergesi olacaktır.
Radyatör alanını hesaplamanın iki yolu vardır.
İlk hesaplama yöntemi. Gerekli alanı belirlemek için F = a x S x (T1 – T2) formülünü kullanmanız gerekir; burada:
- F—ısı akışı;
- S – soğutucunun yüzey alanı;
- T1, ısıyı gideren ortamın sıcaklığının bir göstergesidir;
- T2, ısıtılan yüzeyin sıcaklığıdır;
- a, ısı transferini yansıtan bir katsayıdır. Cilasız yüzeyler için bu katsayı geleneksel olarak 6-8 W/(m2K) olarak kabul edilir.
Çevre
Bu hesaplama yöntemini kullanarak plakanın veya kaburganın ısıyı uzaklaştırmak için iki yüzeye sahip olduğunu unutmamak gerekir. Bu durumda iğne yüzeyinin hesaplanması, yükseklik göstergesi ile çarpılması gereken çevre (π x D) kullanılarak gerçekleştirilir.
İkinci hesaplama yöntemi. Burada deneysel olarak elde edilen biraz basitleştirilmiş bir formül kullanılmıştır. Bu durumda S = x W formülü kullanılır; burada:
- S—ısı eşanjörü alanı;
- M – kullanılmayan LED gücü;
- W – sağlanan güç (W).
Ayrıca, nervürlü bir alüminyum aparat üretiliyorsa, Tayvanlı uzmanların elde ettiği verileri hesaplamalarda kullanabilirsiniz:
- 60 W – 7000 ila 73000 cm2 arası;
- 10 W – yaklaşık 1000 cm2;
- 3 W – 30 ila 50 cm2 arası;
- 1 W – 10 ila 15 cm2 arası.
Ancak böyle bir durumda yukarıdaki verilerin Tayvan'ın iklim koşullarına uygun olduğunu unutmamak gerekir. Bizim durumumuzda sadece ön hesaplamalar yapılırken alınmaları gerekir.
Isı emici üretimi için malzeme
LED'lerin hizmet ömrü doğrudan yarı iletkende hangi malzemenin kullanıldığına ve ayrıca soğutma sisteminin kalitesine bağlıdır.
Isı emici için bir malzeme seçerken aşağıdakilere rehberlik etmelisiniz:
- malzemenin en az 5-10 W termal iletkenliğe sahip olması gerekir;
- Isı iletkenlik seviyesi 10 W'un üzerinde olmalıdır.
Bu bağlamda, bir ısı emicinin üretimi için aşağıdaki malzemeleri kullanmaya değer:
- alüminyum. Alüminyum seçeneği Günümüzde LED'ler çoğunlukla soğutma amacıyla kullanılmaktadır. Ancak aynı zamanda alüminyum soğutucunun önemli bir dezavantajı vardır - birkaç katmandan oluşur. Bu yapının bir sonucu olarak alüminyum aparat termal direnci arttırır. Yalnızca yalıtım plakaları olabilen ek ısı ileten malzemelerin yardımıyla bunların üstesinden gelinebilir;
Not! Alüminyum radyatör eksikliklerine rağmen ısı gidermeyle iyi başa çıkıyor. Burada bir fan tarafından üflenen alüminyum plaka kullanılmıştır.
Alüminyum radyatör
- seramik. Seramik soğutucuların akımın iletildiği özel yolları vardır. LED'ler aynı izlere lehimlenmiştir. Bu tür ürünler iki kez çıkarma kapasitesine sahiptir. daha fazla ısı;
- bakır. Burada bakır bir levha var. Alüminyumdan daha yüksek ısı iletkenliği ile ayırt edilir. Ancak bakır alüminyumdan daha düşüktür teknik özellikler ve ağırlık. Aynı zamanda bakır dövülebilir bir metal değildir ve işlendikten sonra çok fazla hurda kalır;
Bakır radyatör
- plastik. Avantajları arasında uygun maliyet ve yüksek seviyeüretilebilirlik. Aynı zamanda buradaki dezavantajlar daha düşük ısı iletkenliğidir.
Gördüğümüz gibi en en iyi seçenek Fiyat ve kalite açısından alüminyumdan LED radyatörünüzü kendiniz yapabileceksiniz. LED'ler için bir ısı emici yapmanın birkaç yoluna bakalım.
Isı emiciler nasıl yapılır?
Tüm radyo amatörleri bu tür cihazların üretimini üstlenmeye istekli değil. Sonuçta başrol oynayacak. LED'lerden yapılmış bir aydınlatma kurulumunun hizmet ömrü, soğutucunun elle ne kadar iyi yapıldığına bağlıdır. Bu nedenle birçok kişi risk almamayı ve soğutma sistemi için özel mağazalarda cihaz satın almayı tercih ediyor.
Diyotlar için ev yapımı radyatör
Ancak satın almanın mümkün olmadığı durumlar vardır, ancak herhangi bir radyo amatörünün ev laboratuvarında kolayca bulunabilecek mevcut malzemelerden yapılabilir. Ve burada iki üretim yöntemi uygundur.
Kendi kendine montajın ilk yöntemi
Ev yapımı bir radyatörün en basit tasarımı elbette bir daire olacaktır. Bu şekilde kesilebilir:
- alüminyum levhadan bir daire kesin ve üzerine yapın Gerekli miktar kesikler;
Alüminyum daireyi kesin
- Daha sonra sektörü biraz büküyoruz. Sonuç olarak hayran gibi bir şey;
- eksenler boyunca 4 anteni bükmek gerekir. Onların yardımıyla cihaz lamba gövdesine bağlanacak;
- Böyle bir radyatördeki LED'ler termal macun kullanılarak sabitlenebilir.
Yuvarlak diyotlar için hazır radyatör
Gördüğünüz gibi bu oldukça basit bir üretim yöntemidir.
Kendi kendine montajın ikinci yöntemi
LED'lere bağlanacak olan soğutma cihazı dikdörtgen kesitli bir boru parçasından bağımsız olarak yapılabileceği gibi alüminyum profil. Burada ihtiyacınız olacak:
- 16 mm çapında pres rondelası;
- boru 30x15x1,5;
- termal macun KTP 8;
- W şeklindeki profil 265;
- sıcak tutkal;
- kendiliğinden takılan vidalar
Radyatörü şu şekilde yapıyoruz:
- boruya üç delik açın;
Radyatör borusu seçeneği
- Daha sonra profili deliyoruz. Lambaya takmak için kullanılacaktır;
- LED'leri, soğutucunun tabanı görevi görecek boruya sıcak tutkal kullanarak tutturuyoruz;
- radyatör elemanlarının bağlantı noktalarına bir kat KTP 8 termal macun uygulayın;
- Geriye kalan tek şey, bir pres rondelası ile donatılmış kendinden kılavuzlu vidalar kullanarak yapıyı monte etmektir.
Bu yöntemin uygulanması ilk seçeneğe göre biraz daha zor olacaktır.
Çözüm
LED'lere bağlı bir radyatörün ne olduğunu bilerek, onu doğaçlama yöntemlerle kendiniz yapmak oldukça mümkündür. Doğru montajı yalnızca etkili bir şekilde soğutmanıza yardımcı olmakla kalmayacak aydınlatma kurulumu, aynı zamanda LED'lerin servis ömrünün azalması durumunu da önlemek için.
LED'ler için radyatörün tasarımı ve çalışma prensipleri. Malzeme ve parça alanını seçme kuralları. Kendi elinizle radyatör yapmak kolay ve hızlıdır.
LED'lerin ısınmadığına dair yaygın inanış bir yanılgıdır. Düşük güçlü LED'lerin dokunulamayacak kadar sıcak olmaması nedeniyle ortaya çıktı. Mesele şu ki, ısı gidericiler - radyatörler ile donatılmışlar.
Isı emicinin çalışma prensibi
LED'in ürettiği ısının ana tüketicisi çevredeki havadır. Soğuk parçacıkları, ısı eşanjörünün (radyatör) ısıtılmış yüzeyine yaklaşır, ısınır ve yukarı doğru fırlayarak yeni soğuk kütlelere yer açar.
Diğer moleküllerle çarpıştığında ısı dağıtılır (dağılır). Nasıl daha büyük alan Radyatörün yüzeyi ne kadar yoğun olursa, LED'den havaya ısıyı o kadar yoğun aktarır.
LED'lerin çalışma prensipleri hakkında daha fazla bilgi edinin.
Emilen Miktar hava kütlesi birim alan başına ısı, radyatör malzemesine bağlı değildir: doğal verimliliği " Isı pompası» fiziksel özellikleriyle sınırlıdır.
İmalat malzemeleri
LED'leri soğutmak için radyatörler tasarım ve malzeme bakımından farklılık gösterir.
Çevredeki hava tek bir yüzeyden 5-10 W'tan fazlasını alamaz. Radyatör üretimi için malzeme seçerken performansı dikkate almalısınız. sonraki koşul: Isı iletkenliği en az 5-10 W olmalıdır. Daha düşük parametreye sahip malzemeler, havanın emebileceği tüm ısıyı aktaramayacaktır.
10 W'ın üzerindeki ısı iletkenliği teknik olarak aşırı olacak ve bu da radyatörün verimliliğini artırmadan haksız finansal maliyetlere yol açacaktır.
Radyatörler geleneksel olarak alüminyum, bakır veya seramikten yapılır. Son zamanlarda ısı yayan plastiklerden yapılmış ürünler ortaya çıktı.
Alüminyum
Alüminyum radyatörün ana dezavantajı çok katmanlı tasarımıdır. Bu kaçınılmaz olarak ek ısı ileten malzemeler kullanılarak aşılması gereken geçici termal dirençlerin ortaya çıkmasına yol açar:
- yapıştırıcılar;
- yalıtım plakaları;
- hava boşluklarını dolduran malzemeler vb.
Alüminyum radyatörler en yaygın olanıdır: iyi preslenirler ve ısının uzaklaştırılmasıyla oldukça iyi başa çıkarlar.
1 W LED'ler için alüminyum soğutucular
Bakır
Bakır, alüminyumdan daha yüksek ısı iletkenliğine sahiptir, bu nedenle bazı durumlarda radyatör üretiminde kullanımı haklıdır. Genel olarak bu materyal hafiflik ve üretilebilirlik açısından alüminyumdan daha düşüktür (bakır daha az dövülebilir bir metaldir).
Üretme bakır radyatör Presleme yöntemi - en ekonomik olanı - imkansızdır. Ve kesme işlemi büyük oranda pahalı malzeme israfına neden olur.
Bakır radyatörler
Seramik
En iyilerinden biri iyi seçenekler Isı emici, üzerine akım taşıma yollarının önceden uygulandığı seramik bir alt tabakadır. LED'ler doğrudan onlara lehimlenmiştir. Bu tasarım, metal radyatörlere kıyasla iki kat daha fazla ısıyı gidermenizi sağlar.
Seramik radyatörlü ampul
Isı yayan plastikler
Metal ve seramiğin ısı yayan plastikle değiştirilmesi olasılığı hakkında giderek daha fazla bilgi ortaya çıkıyor. Bu malzemeye olan ilgi anlaşılabilir: plastiğin maliyeti alüminyumdan çok daha düşük ve üretilebilirliği çok daha yüksek. Ancak sıradan plastiğin ısıl iletkenliği 0,1-0,2 W/m.K'yi aşmaz. Çeşitli dolgu maddelerinin kullanılmasıyla plastiğin kabul edilebilir termal iletkenliğine ulaşmak mümkündür.
Bir alüminyum radyatörü plastik (eşit boyutta) bir radyatörle değiştirirken, sıcaklık besleme bölgesindeki sıcaklık yalnızca% 4-5 artar. Isı yayan plastiğin ısıl iletkenliğinin alüminyumdan çok daha az olduğu (8 W/m.K'ye karşı 220-180 W/m.K) göz önüne alındığında, şu sonuca varabiliriz: plastik malzeme oldukça rekabetçidir.
Termoplastik soğutuculu ampul
Tasarım özellikleri
Yapısal radyatörler iki gruba ayrılır:
- iğne şeklinde;
- nervürlü.
İlk tip esas olarak LED'lerin doğal soğutulması için kullanılır, ikincisi ise zorla soğutma için kullanılır. eşit Genel boyutları Pasif iğneli radyatör kanatlı radyatöre göre yüzde 70 daha verimlidir.
Yüksek güçlü ve SMD LED'ler için iğne tipi radyatörler
Ancak bu, plakalı (kanatlı) radyatörlerin yalnızca fanla birlikte çalışmaya uygun olduğu anlamına gelmez. Bağlı olarak geometrik boyutlar pasif soğutma için de kullanılabilirler.
Oluklu radyatörlü LED lamba
Plakalar (veya iğneler) arasındaki mesafeye dikkat edin: 4 mm ise, ürün doğal ısı dağıtımı için tasarlanmıştır; radyatör elemanları arasındaki boşluk sadece 2 mm ise, bir fan ile donatılmalıdır.
Her iki tip radyatör enine kesit kare, dikdörtgen veya yuvarlak olabilir.
Radyatör alanının hesaplanması
Radyatör parametrelerini doğru bir şekilde hesaplama yöntemleri birçok faktörün dikkate alınmasını içerir:
- ortam havası parametreleri;
- dağılım alanı;
- radyatör konfigürasyonu;
- ısı eşanjörünün yapıldığı malzemenin özellikleri.
Ancak bir soğutucu geliştiren tasarımcı için tüm bu inceliklere ihtiyaç vardır. Radyo amatörleri çoğunlukla, kullanım süresi dolmuş radyo ekipmanından alınan eski radyatörleri kullanır. Bilmeleri gereken tek şey, ısı eşanjörünün maksimum güç dağılımının ne olduğudur.
Ф = а x Sх (T1 – T2), burada
- Ф – ısı akışı (W);
- S, radyatörün yüzey alanıdır (tüm kanatçıkların veya iğnelerin ve alt tabakanın metrekare cinsinden alanlarının toplamı). Alan hesaplanırken kanat veya plakanın iki ısı dağıtma yüzeyine sahip olduğu unutulmamalıdır. Yani alanı 1 cm2 olan bir dikdörtgenin soğutucu alanı 2 cm2 olacaktır. İğne yüzeyi, çevrenin (π x D) yüksekliğiyle çarpılmasıyla hesaplanır;
- Т1 – ısı giderici ortamın sıcaklığı (sınır), K;
- Т2 – ısıtılan yüzeyin sıcaklığı, K;
- a ısı transfer katsayısıdır. Cilasız yüzeyler için 6-8 W/(m2K) olduğu varsayılır.
Gerekli radyatör alanını hesaplayabileceğiniz, deneysel olarak elde edilen başka bir basitleştirilmiş formül daha vardır:
S = x W, burada
- S – ısı eşanjörü alanı;
- W – sağlanan güç (W);
- M – kullanılmayan LED gücü.
Alüminyumdan yapılmış kanatlı radyatörler için Tayvanlı uzmanlar tarafından sağlanan yaklaşık verileri kullanabilirsiniz:
- 1 W – 10 ila 15 cm2;
- 3 W – 30 ila 50 cm2 arası;
- 10 W – yaklaşık 1000 cm2;
- 60 W – 7000 ila 73000 cm2 arası.
Ancak, oldukça geniş bir aralıkta aralıklarda belirtildikleri için yukarıdaki verilerin hatalı olduğuna dikkat edilmelidir. Ayrıca Tayvan'ın iklimi için de bu değerler belirlendi. Yalnızca ön hesaplamalar için kullanılabilirler.
Hakkında en güvenilir cevabı alın en iyi yol Aşağıdaki videoda radyatör alanını hesaplayabilirsiniz:
Kendin Yap
Radyo amatörleri nadiren radyatör üretimini üstlenirler, çünkü bu eleman LED'in dayanıklılığını doğrudan etkileyen kritik bir öğedir. Ama hayatta var farklı durumlar doğaçlama yöntemlerle bir soğutucu yapmanız gerektiğinde.
seçenek 1
En çok basit tasarım ev yapımı radyatör - üzerinde kesikler bulunan bir alüminyum levhadan kesilmiş bir daire. Ortaya çıkan sektörler hafifçe bükülür (sonuç, fan pervanesine benzer bir şeydir).
Radyatörün eksenleri boyunca, yapıyı lamba gövdesine bağlamak için 4 anten bükülmüştür. LED, kendinden kılavuzlu vidalarla termal macun kullanılarak sabitlenebilir.
Seçenek 1 – ev yapımı alüminyum radyatör
seçenek 2
Bir boru parçasından kendiniz bir LED için radyatör yapabilirsiniz dikdörtgen bölüm ve alüminyum profil.
Gerekli malzemeler:
- boru 30x15x1,5;
- 16 mm çapında pres rondelası;
- sıcak tutkal;
- termal macun KTP 8;
- profil 265 (W şeklinde);
- kendiliğinden takılan vidalar
Konveksiyonu iyileştirmek için boruya 8 mm çapında üç delik açılır ve kendinden kılavuzlu vidalarla sabitlemek için profilde 3,8 mm çapında delikler açılır.
LED'ler, radyatörün tabanı olan boruya sıcakta eriyen yapıştırıcı kullanılarak yapıştırılır.
Radyatör parçalarının birleşim yerlerine bir kat KTP 8 termal macun sürülür ve daha sonra pres rondelalı kendinden kılavuzlu vidalar kullanılarak yapı monte edilir.
LED'leri radyatöre bağlama yöntemleri
LED'ler radyatörlere iki şekilde bağlanır:
- mekanik;
- yapıştırma.
LED'i sıcak tutkal kullanarak yapıştırabilirsiniz. Bunu yapmak için metal yüzey bir damla yapıştırıcı sürülüyor ve üzerine bir LED yerleştiriliyor.
Güçlü bir bağlantı elde etmek için LED'in yapıştırıcı tamamen kuruyana kadar birkaç saat boyunca küçük bir ağırlıkla bastırılması gerekir.
Ancak çoğu radyo amatörü LED'lerin mekanik montajını tercih ediyor. Şimdi üretimde özel paneller ile bir LED'i hızlı ve güvenilir bir şekilde monte edebilirsiniz.
Bazı modellerde ikincil optikler için klipsler bulunur. Kurulum basittir: Radyatöre bir LED takılıdır ve üzerine kendinden kılavuzlu vidalarla tabana tutturulmuş bir soket takılıdır.
Ancak yalnızca LED'ler için radyatörler bağımsız olarak yapılamaz. Bitkilerle çalışmayı sevenler için LED aydınlatmayı tanımanızı öneririz.
LED'in yüksek kaliteli soğutulması, LED'in ömrünün anahtarıdır. Bu nedenle radyatör seçimine son derece ciddiyetle yaklaşılmalıdır. Hazır ısı eşanjörlerini kullanmak en iyisidir: radyo mağazalarında satılırlar. Radyatörler ucuz değildir ancak kurulumu kolaydır ve LED, aşırı ısıya karşı daha güvenilir bir şekilde koruma sağlar.
