Радіатор для світлодіодів своїми руками теплоотводчікі

Світлодіоди з'явилися всього кілька років тому. Але вони вже встигли закріпити за собою лідерські позиції на ринку освітлювальної продукції. Вони можуть застосовуватися не тільки в системах освітлення, але і в різних виробах або аматорських схемах. Коли маєш справу з led, потрібно обов'язково подбати про варіанти охолодження. Одним із способів охолодження світлодіодів є установка радіатора.

Радіатори для охолодження світлодіодів

Навіщо потрібен теплоотводнік

Перш ніж приступити до самостійної збірці теплоотводніка для світлодіодів, необхідно знати особливості самого джерела світла.
Світлодіоди являють собою напівпровідники, які мають дві ніжки ( "+" і "-") тобто вони мають полярністю.

Щоб правильно виготовити для них радіатор, необхідно провести певний розрахунок. В першу чергу цей розрахунок повинен включати вимірювання напруги, а також силу струму. Крім цього необхідно пам'ятати, що будь-який електроємність пристрій, включаючи світлодіоди, відрізняє тенденцією до нагрівання. Тому тут і потрібна система охолодження.
Проводячи розрахунок, пам'ятайте - лише 1/3 від зазначеної потужності джерела світла буде перетворитися в світловий потік (наприклад, 3-3,5 з 10w). Тому основна частина складе теплові втрати. Для того щоб мінімізувати тепловтрати і використовують радіатори.

Зверніть увагу! Перегрівання світлодіода призводить до зменшення його терміну експлуатації. Тому використання радіатора дозволяє ще й продовжити «життя» джерела світла.

Тому схеми світлодіодів мати комплекс охолодження всіх основних елементів.
Сьогодні для охолодження елементів електронних схем, в яку входять світлодіоди, можна використовувати три варіанти теплоотведенія:

через корпус приладу (не завжди можна реалізувати);
через друковану плату. Охолодження ведеться через неосновні провідні доріжки, по яких тече струм;
за допомогою радіатора. Він підходить як до платам, так і до світлодіодів.

Зверніть увагу! В останній ситуації необхідно правильно провести розрахунок того, який саме площі він повинен бути.

Радіатор на світлодіодах

Найефективнішим способом охолодження світлодіодів є використання радіатора, який легко можна спорудити самостійно. Головне пам'ятайте, що на роботу теплоотводчіка впливає форма і кількість ребер.

Особливості конструкції теплоотводчіков

Занепокоєні власноруч зібрати радіатор, відповідний для світлодіодів, багато хто задається цілком закономірним питанням «який краще?». Адже сьогодні існують дві групи теплоотводчіков, які різняться за своїми конструкційним особливостям:

голчасті. Найчастіше застосовуються для системи охолодження природного типу. Такі моделі застосовуються для потужних світлодіодів;

ребристі. Використовуються в системах примусового охолодження. Їх вибирають в залежності від геометричних параметрів. При цьому вони можуть застосовуватися і для охолодження потужних світлодіодів.

Вибираючи тип теплоотводчіка необхідно пам'ятати, що голчастий пасивний апарат перевищує ефективність ребристою моделі на 70%.
Радіатор будь-якої конструкції (ребристою або голчастою) може мати різну форму:

Варіант радіатора, придатного для світлодіодів, слід вибирати в залежності від потреб в системі охолодження.

особливості обчислень

Розрахунок схеми для створення своїми руками радіатора завжди слід починати з підбору елементної бази. Не забувайте, що номінал тут повинен відповідати не тільки потенціалу збирається теплоотводчіка, але і запобігання створенню додаткових втрат. Інакше саморобний апарат буде мати низьку ефективність. І в першу чергу для цього необхідно провести розрахунок площі радіатора.
Що повинен включати розрахунок такого параметра, як площа:

модифікація апарату;
яка є площа розсіювання;
показники навколишнього повітря;
матеріал, з якого виготовляється теплоотводчік.

Такі нюанси необхідно враховувати тоді, коли проектується новий радіатор, а не переробляється старий. Найважливішим для самостійно збірки теплоотводніка буде показник максимально допустимого розсіювання потужності теплообмінного елемента.
Щоб розрахувати площа радіатора існує два способи.
Перший метод розрахунку. Для того щоб визначити необхідну площу, потрібно використовувати формулу F = а х S х (T1 - T2), де:

F - тепловий потік;
S - площею поверхні теплоотводчіка;
T1 - показник температури середовища, яка відводить тепло;
T2 - температура, яку має нагріта поверхня;
а - коефіцієнт, що відображає тепловіддачу. Даний коефіцієнт для неполірованих поверхонь умовно приймається рівним 6-8 Вт / (м 2 К).

Використовуючи цей спосіб розрахунку необхідно пам'ятати, що пластина або ребро мають дві поверхні для відводу тепла. При цьому розрахунок поверхні голки проводиться за допомогою довжини окружності (π х D), яку потрібно помножити на показник висоти.
Другий метод розрахунку. Тут використовується кілька спрощена формула, виведена експериментальним шляхом. В даному випадку використовується формула S = [22 - (M x 1,5)] x W, де:

S - площа теплообмінника;
M - незадіяна потужність світлодіода;
W - підведена потужність (Вт).

При цьому якщо буде виготовлятися ребристий алюмінієвий апарат, можна використовувати в розрахунках дані, які отримали тайванські фахівці:

60 Вт - від 7000 до 73000 см2;
10 Вт - близько 1000 см2;
3 Вт - від 30 до 50 см2;
1 Вт - від 10 до 15 см2.

Але в такій ситуації необхідно пам'ятати, що наведені вище дані підходять до кліматичних умов Тайваню. У нашому випадку їх варто брати лише при проведенні попередніх обчислень.

Матеріал для виготовлення теплоотводчіка

Термін служби світлодіодів безпосередньо залежить від того, який матеріал задіяний в напівпровіднику, а також від якісність роботи системи охолодження.
При виборі матеріалу для теплоотводчіка, необхідно керуватися наступним:

матеріал повинен мати теплопровідність не менше 5-10 Вт;
рівень теплопровідності повинен бути вище 10 Вт.

У зв'язку з цим, для виготовлення теплоотводчіка варто використовувати такі матеріали:

алюміній. Алюмінієвий варіант на сьогоднішній день для охолодження світлодіодів використовують найчастіше. Але при цьому алюмінієвий теплоотводчік має істотний мінус - складається з ряду шарів. В результаті такої будови алюмінієвий апарат провокує теплові опори. Їх подолати можна тільки за допомогою додаткових теплопровідних матеріалів, в ролі яких може виступати ізоляційні пластини;

Зверніть увагу! Алюмінієвий радіатор, незважаючи на свій недолік, відмінно справляється з відведенням тепла. Тут використовується алюмінієва пластинка, яка обдувається вентилятором.

кераміка. Керамічні теплоотводчікі мають спеціальні траси, за якими проводиться струм. До цих же трасах припаиваются світлодіоди. Такі вироби здатні відводити в два рази більше тепла;
мідь. Тут є мідна пластинка. Її відрізняє більш висока теплопровідність, ніж у алюмінію. Але мідь поступається алюмінію в технічних характеристиках і вазі. При цьому мідь - НЕ податливий метал, а після обробки залишається багато обрізків;

Радіатор з міді

пластмаса. До переваг варто віднести доступну вартість, а також високий рівень технологічності. При цьому в мінусах тут менша теплопровідність.

Як бачимо, найоптимальнішим варіантом за ціною і якістю буде виготовлення своїми руками радіатора для світлодіодів з алюмінію. Розглянемо кілька способів того, як можна зробити теплоотводчік для світлодіодів.

Яким чином виготовляються теплоотводчікі

Не всі радіоаматори з полюванням беруться за виготовлення подібних пристроїв. Адже воно буде виконувати провідну роль. Від того, наскільки якісно буде зроблений своїми руками теплоотводчік, залежить термін експлуатації освітлювальної установки, виконаної з світлодіодів. Тому багато хто воліє не ризикувати і купувати апарати для системи охолодження в спеціалізованих магазинах.

Саморобний радіатор для діодів

Але бувають ситуації, коли немає можливості купити, але його можна виготовити з підручних засобів, які без проблем знайдуться в домашній лабораторії будь-якого радіоаматора. І тут підходять два способи виготовлення.

Перший спосіб самостійної збірки

Найпростішою конструкцією для саморобного радіатора, звичайно ж, буде коло. Його можна вирізати наступним чином:

з листа алюмінію вирізаємо коло і робимо на ньому необхідну кількість надрізів;

Розрізання коло з алюмінію

далі відгинаємо трохи сектора. В результаті виходить щось на кшталт вентилятора;
по осях необхідно відігнути 4 вусики. З їх допомогою пристрій буде кріпитися до корпусу лампи;
світлодіоди на такому радіаторі можна закріпити за допомогою термопасти.

Готовий радіатор для діодів круглої форми

Як бачимо, це досить простий спосіб виготовлення.

Другий спосіб самостійної збірки

Охолоджуючий апарат, який буде підключатися до світлодіодів, можна самостійно зробити їх шматка труби, яка має прямокутний перетин, а також з алюмінієвого профілю. Тут вам знадобляться:

прес-шайба з діаметром 16 мм;
труба 30х15х1,5;
термопаста КТП 8;
Ш-подібний профіль 265;
термоклей;
саморізи.

Робимо радіатор наступним чином:

в трубі просвердлюємо три отвори;

Варіант труби для радіатора

далі свердлимо профіль. З його допомогою буде здійснюватися кріплення до лампи;
світлодіоди кріпимо до труби, яка буде виступати в якості підстави теплоотводчіка, за допомогою термоклею;
в місцях з'єднання елементів радіатора наносимо шар термопасти КТП 8;
залишилося зібрати конструкцію за допомогою саморізів, оснащених прес шайбою.

Даний спосіб буде трохи складніше в реалізації, ніж перший варіант.

висновок

Знаючи, що собою являє радіатор, що підключається до світлодіодів, його цілком можна виготовити своїми руками з підручних засобів. Його правильна збірка допоможе вам не тільки ефективно охолоджувати освітлювальну установку, але і уникнути ситуації зниження термінів експлуатації світлодіодів.