طراحی حرارتی در لامپ های LED شناور: جایی که گرما می رود

یک لامپ شناور در بهترین و بدترین محیط حرارتی موجود همزمان کار می کند. آب گرما را بسیار مؤثرتر از هوا می برد و یک محفظه مهر و موم شده تقریباً هیچ راهی برای رسیدن گرما به آن ارائه نمی دهد. هر تصمیمی در مورد چگونگی ساخت یک نور غوطه ور، تصمیمی در مورد آن تناقض است.

مسکن مهر و موم شده یک مشکل حرارتی است قبل از اینکه مشکل آب بندی باشد

آب بندی و طراحی حرارتی در جهت مخالف کشیده می شود. دیوار ضخیم تر با اطمینان بیشتری آب بندی می شود و مقاومت در برابر جریان گرما را افزایش می دهد. ترکیب گلدانی از لوازم الکترونیکی در برابر آب محافظت می کند و همچنین آنها را محصور می کند، بنابراین گرما باید از طریق آن عبور کند. پوشش قابل جابجایی برای رسیدن به درایور به معنای آب بند فشاری است و آب بند فشاری مفصلی است که به احتمال زیاد در طول زمان نشت می کند.

نتیجه این است که یک لامپ شناور یک چراغ مهر و موم شده با مشکل حرارتی نیست. این یک طرح حرارتی با نیاز آب‌بندی است و هندسه محفظه، ضخامت دیوار، مواد و روش تثبیت داخلی همه از آن بیرون می‌آیند.

برای یک خریدار، این دلیلی است که دو دستگاه با تعداد LED یکسان و وات یکسان می توانند در طول پنج سال رفتار متفاوتی داشته باشند. قالب یکسان رفتار می کند. چیزی که تفاوت دارد سرعت خروج گرما از آن است.

مسیر گرما، گام به گام

گرمای یک LED در امتداد یک زنجیره حرکت می کند و هر مرحله در زنجیره دارای مقاومت حرارتی است. مجموع چیزی است که دمای محل اتصال را تعیین می کند.

محل اتصال به بسته، توسط سازنده LED ثابت شده است

بسته به تخته، توسط محل اتصال لحیم کاری و طراحی پد تنظیم شده است

هیئت مدیره به محفظه، تنظیم شده توسط مواد رابط و فشار تماس

از طریق دیوار مسکن، تنظیم شده توسط مواد و ضخامت آن

از سطح محفظه به داخل آب، با مساحت سطح و حرکت آب تنظیم می شود

مراحل سوم و چهارم جایی است که تولید کننده بیشترین تأثیر را دارد و مرحله سوم جایی است که طرح های ارزان بیشترین تأثیر را دارند. یک تخته فلزی-که به صورت ماشینکاری شده بسته شده است، گرما را به خوبی منتقل می‌کند. همان تخته ای که روی یک سطح رنگ شده بدون مواد رابط نشسته است، آن را ضعیف منتقل می کند و این تفاوت به عنوان دمای اتصال بالاتر در همان قدرت نشان داده می شود.

مرحله پنجم به جای محصول به نصب تعلق دارد، به همین دلیل است که یک دستگاه می تواند در دو حوض با اندازه یکسان عملکرد متفاوتی داشته باشد. بیشتر در مورد آن در زیر.

چرا آب به سادگی یک هیت سینک خوب نیست؟

رسانایی گرمایی آب چندین برابر هوا است، و این مقایسه طوری نقل می شود که گویی این مسئله را حل کرده است. اینطور نیست، زیرا هدایت به آب به حرکت آب بستگی دارد.

آب در تماس با یک سطح گرم یک لایه مرزی تشکیل می دهد که آن را عایق می کند. در آب ساکن آن لایه ضخیم می شود و انتقال حرارت از بین می رود. در آب متحرک به طور مداوم کنار زده می شود و انتقال حرارت بالا می ماند. یک فیکسچر در حوضچه بدون گردش و همان فیکسچر در حوض آبنما با پمپ در حال اجرا دو تاسیسات حرارتی متفاوت هستند.

سه اثر دیگر در خدمات مهم است:

هوای محبوس شده وسیله ای که در زیر یک تاقچه نصب شده است، یا با زاویه ای که صورتش به سمت پایین است، می تواند یک محفظه هوا را در برابر سطح بالایی خود نگه دارد. هوا یک عایق است و جیب از بالای آب نامرئی است.

سپرده ها. بیوفیلم، جلبک و فلس کلسیم همگی هدایت حرارتی پایینی دارند. محفظه ای با روکش قابل مشاهده، محفظه ای است که مقداری از خنک شدن خود را از دست داده است.

رسوب. نیمه‌ای-دفن شده در گل و لای در حوضه‌ای که به ندرت تمیز می‌شود، بیشتر سطحی را که برای استفاده طراحی شده بود، از دست داده است.

هیچ کدام از اینها نقص تولیدی نیستند. آنها شرایط عملیاتی هستند، و مشخصاتی که فرض می‌کند آب تمیز جابجا می‌شود باید چنین باشد، زیرا این فرض همان چیزی است که طراحی حرارتی بر اساس آن بوده است.

Tj، Tc، و چرا دمای مورد چیزی است که می توانید اندازه گیری کنید

تولید کنندگان LED حداکثر دمای اتصال را منتشر می کنند، معمولاً حدود 125 درجه یا 150 درجه بسته به بسته بندی. محل اتصال در داخل قالب قرار دارد و نمی توان آن را مستقیماً در یک لامپ تمام شده اندازه گیری کرد.

چیزی که می توان اندازه گیری کرد دمای بدنه است و کاری که سازندگان انجام می دهند برقراری رابطه بین این دو برای یک طرح معین است. به همین دلیل است که گزارش‌های LM-80 در دمای مورد مشخص به‌جای یک رقم محیطی اجرا می‌شوند: دمای مورد شرایط مرزی است که نتیجه آزمایشگاه را به محصول واقعی مرتبط می‌کند.

دو پیامد برای خریداران:

هنگامی که یک تامین کننده ادعا می کند که یک رقم تعمیر و نگهداری لومن دارد، بپرسید که در چه دمایی اندازه گیری شده است و چگونه با دمای بدنه لامپ نهایی در سرویس مقایسه می شود.

هنگامی که یک فیکسچر را مشخص می کنید، به جای اینکه فقط نیاز الکتریکی را مشخص کنید، شرایط عملیاتی را شرح دهید. محدوده دمایی آب، جریان، و اینکه آیا دستگاه همیشه در معرض هوا قرار می‌گیرد، ورودی‌هایی هستند که طراحی حرارتی به آنها بستگی دارد.

راننده معمولا اولین چیزی است که شکست می خورد

بسته LED قوی و قابل پیش بینی است. منبع تغذیه هیچکدام از این دو را ندارد، زیرا حاوی خازن های الکترولیتی است که عمر مفید آنها تقریباً با هر ده درجه افزایش دما به نصف می رسد.

در یک لامپ شناور، راننده در بدترین مکان موجود می نشیند: آب بندی شده، بدون جریان هوا، اغلب در مجاورت LED هایی که در حال رانندگی است. راننده در آن موقعیت یک کالای سایش با عمر مفید است، نه یک جزء دائمی.

این قوی ترین استدلال برای جداسازی این دو است. طراحی با راننده خارج از آب، در سمت خشک در یک محفظه تهویه‌شده یا یک اتاق کارخانه، حساس‌ترین جزء به دما{1}} را از بدترین محیط حرارتی خارج می‌کند و حالت خرابی کل سیستم را تغییر می‌دهد.

اگر درایور باید یکپارچه شود، سؤالات عملی این است که آیا می توان چراغ را برای تعویض آن باز کرد و آیا جایگزینی یک قطعه ذخیره شده است. یک واحد مهر و موم شده با درایور خراب یک جایگزین کامل ثابت است، و هزینه آن تحت سلطه دسترسی است.

اجرای خشک: وقتی پمپ متوقف می شود و چراغ ها روشن می مانند چه اتفاقی می افتد

یک لامپ شناور با آب در طرف دیگر محفظه طراحی شده است. آب را بردارید و آخرین مرحله از مسیر گرما با هوا جایگزین می شود که تقریباً بیست برابر بدتر به عنوان رسانا و بی نهایت بدتر بدون همرفت در یک حوضه بسته است.

پیامدها به ترتیب مشخصی می رسند:

دمای کیس افزایش می یابد و دمای محل اتصال نیز افزایش می یابد

خروجی نور کاهش می یابد، زیرا با گرم شدن قالب، بازده LED کاهش می یابد

رنگ تغییر می کند، زیرا کانال ها با سرعت های مختلف حرکت می کنند

خازن های راننده سریعتر پیر می شوند

تنش حرارتی مهر و موم را به چرخش در می آورد و آب بندی شکست بعدی است

قابلیتی که چراغ های خود را در حالی که پمپ خاموش است روشن می کند، این کار را هر بار انجام می دهد. ممکن است در فصل اول زنده بماند. کاری که انجام نمی دهد این است که به عمر سرویسی که دیتاشیت توضیح داده شده است برسد، زیرا دیتاشیت شرایط متفاوتی را توصیف کرده است.

راه حل یک تصمیم کنترلی است تا تصمیم محصول. روشنایی را با پمپ در هم ببندید تا چراغ ها نتوانند بدون جریان کار کنند یا از وسیله ای استفاده کنید که طراحی حرارتی آن قرار گرفتن در معرض هوا را تحمل کند و بگویید کدام یک از این دو در مشخصات کاربرد دارد. گزینه سوم، اجرای بدون جریان و پذیرش عمر کوتاه شده، یک انتخاب تجاری مشروع است تا زمانی که همه افراد در گفتگو بدانند این انتخاب است.

شرایط عملیاتی را به جای استنباط کردن، در مشخصات قرار دهید، و در جایی که حوضه نمی تواند جریان را تضمین کند، اینترلاک را به عنوان بخشی از محدوده الکتریکی به جای یک دستورالعمل عملیاتی در نظر بگیرید.

گلدانی یا قابل سرویس: قابل معامله-به زبان ساده

دو خانواده ساختمانی مسلط هستند.

کاملا گلدانی. قطعات الکترونیکی در یک ترکیب در داخل محفظه محصور شده اند. پخش حرارت خوب است، آب بندی قوی ترین موجود است، و هیچ اتصال داخلی برای نشتی وجود ندارد. همچنین قابل تعمیر نیست: هنگامی که راننده از کار بیفتد، فیکسچر تعویض می شود.

مهر و موم شده اما قابل باز شدن راننده و واشر قابل دسترسی است. قطعات یدکی و عمر طولانی امکان پذیر است، و کار آب بندی سخت تر است، زیرا یک اتصال فشاری وجود دارد که باید به درستی ساخته شود و بعد از هر مداخله دوباره{2}}به درستی ساخته شود.

انتخاب معمولاً برای شما این است که آیا می توان آب را تخلیه کرد یا خیر. استخری که سالانه تخلیه می‌شود می‌تواند یک دستگاه گلدانی را بپذیرد، زیرا جایگزینی آن برنامه‌ریزی شده است تا مخرب. حوضه‌ای که هرگز تخلیه نمی‌شود، یا استخری که دائماً مورد استفاده قرار می‌گیرد، به دنبال وسیله‌ای است که می‌توان بدون جابجایی یک متر مکعب آب به قطعات مصرفی آن دسترسی پیدا کرد.

آزمایش حرارتی واقعاً چه چیزی را نشان می دهد

آزمایش حرارتی بر روی یک لامپ شناور یک اندازه گیری واحد نیست. مجموعه‌ای از اندازه‌گیری‌هایی است که تا زمانی که افزایش دما متوقف شود، تحت شرایطی که باید بیان شود تا نتیجه به معنای چیزی باشد، انجام می‌شود.

گزارش تست مفیدی که به شما می دهد:

دمای آب در طول آزمایش و اینکه آیا ثابت نگه داشته شده است یا اجازه داده شده است که حرکت کند

این که آیا آب ساکن بوده یا در گردش بوده است، و اگر معلوم است با چه سرعتی

دمای مورد در نقطه اندازه گیری تعریف شده و جایی که آن نقطه است

توانی که در طول آزمایش به‌جای رقم اسمی گرفته شده است

مدت زمان و شواهدی مبنی بر اینکه به حالت ثابت رسیده است

آخرین مورد جایی است که تست تسریع نشان می دهد. یک لامپ با محفظه فلزی ریخته گری دارای جرم حرارتی قابل توجهی است و محفظه به آرامی گرم می شود. آزمایشی که بعد از سی دقیقه متوقف می‌شود، گرم شدن محفظه را اندازه‌گیری می‌کند، نه شرایطی که دستگاه به مدت شش ساعت در آن قرار می‌گیرد. اگر گزارشی زمان خیساندن را ذکر نکرده باشد، دمای مورد در آن موقت است.

برای یک خریدار، استفاده عملی از گزارش حرارتی مقایسه است تا قضاوت مطلق. دو تامین کننده که در شرایط توصیف شده مشابهی آزمایش می کنند را می توان با یکدیگر مقایسه کرد. دو تامین کننده که دمای یک مورد واحد را بدون شرایط آزمایش ذکر می کنند به هیچ وجه قابل مقایسه نیستند.

چه چیزی را مشخص کنیم

اینها را در مشخصات بنویسید و طراحی حرارتی چیزی برای بررسی دارد:

محدوده دمای آب در سرویس، از جمله سردترین و گرمترین مورد انتظار

این که آیا آب در حال حرکت است یا هنوز در موقعیت ثابت، و جریان فرضی

آیا می‌توان دستگاه را بدون آب انرژی داد یا نه، و اگر چنین است برای چه مدت

حداکثر دمای هوا زمانی که حوضه خالی است و دستگاه در معرض آفتاب مستقیم قرار دارد

آیا درایور یکپارچه است یا از راه دور، و اگر از راه دور باشد، کجا نصب شده است

این که آیا یراق آلات در صورتی که هرگز تخلیه نشود، باید قابل استفاده بماند یا خیر

جایی که می نشینیم

ما چراغ‌های غوطه‌وری را با درایور یکپارچه یا از راه دور می‌سازیم، و شرایط عملیاتی را که طراحی حرارتی در نظر می‌گیرد، به جای رها کردن آن برای استنباط، بیان می‌کنیم. در جایی که یک حوضچه چراغ های خود را مستقل از پمپ خود روشن می کند، ما یک اینترلاک را توصیه می کنیم و جزئیات سیم کشی را تامین می کند.

اگر طرح شما چراغ‌ها را بدون جریان آب تضمین‌شده اجرا می‌کند، در مرحله درخواست بگویید. یک چراغ IP68 زیر آب و الفچراغ چشمه 12 ولتکیس های حرارتی مختلف هستند و پاسخ با نصب تغییر می کند. مامشخصات شرکتنحوه رسیدگی به سؤالات برنامه را پوشش می دهد.

بررسی یک برنامه آب خشک-در حال اجرا یا ثابت-

برنامه پمپ، نوع حوض و موقعیت نصب را به ما بگویید، و ما به شما خواهیم گفت که کدام یک از مدل های ما برای کاربرد مناسب است و کدام نه.