LED-belysning moduler: tar varmen ut av situasjonen ved Joseph Marie

Appellen til å bruke lysdioder i belysning vokser raskt. De mange og betydelige fordeler med å bruke moduler som inneholder en matrise av lysdioder blir anerkjent av konstruktører i flere viktige bransjer, inkludert luftfart, arkitektonisk belysning, og "gullegget" bilmarkedet.

Attributter som design fleksibilitet, lavt strømforbruk, jevn og pålitelig lys, og lang levetid skille LED moduler fra design basert på tradisjonelle glødelamper og lysstoffrør. LED kan også ha ring fordeler, for eksempel i stor grad redusere størrelsen og kompleksiteten av modulen og forenkle linsedesign.

Et godt eksempel på noen andre fordeler med LED-belysning er demonstrert av et program i kabinen av et passasjerfly. En oppgraderings-LED-enhet som erstattet en fluorescerende rør belysning modulen aktivert fint kontrollert dimming og også gitt stemningsbelysning gjennom bruk av forskjellig fargede lysdioder.

Termisk

Kanskje den mest utfordrende problem når realisere en modul design som bruker lysdioder er å styre temperaturen i enkelte enhets veikryss under normal drift. Hvis den betydelige mengden av varmen som produseres av alle enhetene i en modul ikke forvaltes riktig så krysset temperaturer kan nå et nivå hvor lysdiodene forventede levetid forkortes og pålitelighet er kompromittert (se lenker).

LED Modulene omfatter typisk en matrise av mange overflatemonterte. Disse LED er loddet til en etset kobber lag som gir forbindelser mellom de enkelte lysdioder samt andre passive og aktive komponenter som kreves for å fullføre krets. Den lille størrelsen på lysdioder og nærhet som de kan monteres betyr at designere har en enorm mengde designfrihet og kan oppnå komplekse belysningsmønstre med høye nivåer av lysstyrke.

Etset kobber krets separert fra en basisplate - er vanligvis laget av aluminium - ved en termisk effektiv, elektrisk isolerende dielektrisk materiale. Karakteristikkene og egenskapene til det dielektriske laget er nøkkelen til design fleksibilitet og ytelse av det samlede modulen.

Dielektriske materialer er fremstilt ved blanding av varmeeffektive materialer som alumina og bornitrid med andre ingredienser, for å tilveiebringe en fleksibel likevel elastisk belegg på bunnplaten. En viktig egenskap ved det dielektriske laget er mengden av elektrisk isolasjon mellom den gir kobber på oversiden og den metalliske bunnplate på undersiden. Dette er kjent som den dielektriske styrke. Et typisk dielektrisk materiale kan ha en dielektrisk styrke på ca. 800 V /mil, og belegges på baseplaten til en tykkelse på 8-12 mils (1 mil = 1 inch-3 = 25,4 pm).

Dielectric Materialene som brukes på den isolerte metall kretskort har vanligvis en varmeledningsevne tall i området 3 W /mK. Dette er ca. 10 ganger bedre ytelse oppnås ved FR4 (flammehemmende vevede glassforsterket epoksyharpiks) PCB-material.

Et ytterligere viktig forutsetning av det dielektriske laget er å være i stand til å kompensere for de ulike koeffisientene for termisk ekspansjon av kobber spor på oversiden av montering og aluminiumsbunnplate /varmespredere på undersiden.

Going tredimensjonale

Flat ark av isolert metall kretskort bestående kobber folie, en dielektriske lag og en aluminiumbasisplate har vært tilgjengelige i flere år. I øynene til framtidsrettet LED-modul designer, har hovedproblemet vært at flatt ark av isolert metall kretskort begrense dem til 2D-former.

For å møte disse begrensningene, er nye dielektriske materialer blir tilgjengelig som har en lav modul, noe som betyr at de er i samsvar med mekanisk stress og press. Disse materialene ikke bare romme en utvidelseskoeffisient av metallelementene i konstruksjonen, men også gjør det mulig for delene som skal formes inn i rett vinkel, og til og med gjennom 360 &Co. # 730;. Dette gjør at designere til å realisere komplekse-formet design og de som danner en komplett sirkel med enten interne eller eksterne kobber spor.

Ved utforming med nye, form isolert metall krets bord materialer er det mulig å rute sporene rundt hjørner , som reduserer behovet for å bruke kontakter og hardt ledninger. Det er flere fordeler til dette, inkludert forbedret pålitelighet som følge av å ha færre veikryss og forbindelser. Til tross for litt høyere pris av nye materialer, er den totale kostnaden redusert fordi færre komponenter er nødvendig, og monteringstiden reduseres.

Styrke og holdbarhet

lysdioder selv er så solide. Monteres på metallbaserte kretskort bare tjener til å styrke deres robusthet og som av den ferdige modulen, gir utmerket motstand mot vibrasjoner og mekaniske støt.

Automotive belysning klynger gir et godt eksempel på hvordan LED-moduler kan gi overlegen ytelse sammenlignet med tradisjonelle glødelamper. På kjøretøy applikasjoner opplever høye nivåer av vibrasjon og brede driftstemperaturområder som kan føre til for tidlig svikt i glødelamper. I enkelte driftsforhold LED kan vare opp til 100.000 timer, noe som betyr at de ikke skal kreve noe oppmerksomhet for livet av kjøretøyet.

Lang levetid LED forenkler også designernes oppgave fordi det er mindre viktig for å gjøre belysningsmodulen tilgjengelig for service i det ferdige produkt. Dette kan resultere i en penere, mer integrert installasjon og også i potensielle kostnadsbesparelser.

Temperatur modellering

Termisk analyse programvarepakker er tilgjengelig for å hjelpe bevise LED basert modul design før de er forpliktet til å produsere .

Disse programvarepakker samle data fra en integrert database om LED-ytelse og spesifikasjoner sammen med andre enheter som er montert på den isolerte metallkretskortet. Denne informasjonen blir kombinert med annen informasjon om elementer av design, inkludert kobber spor, strøm og jord fly, og vias. Den sorterte informasjonen blir deretter behandlet for å produsere en nøyaktig representasjon av den termiske ytelsen til design.

Brukervennlige grafiske fremstillinger av resultatene aktivere design ingeniør til raskt å finne områder som kan kreve oppmerksomhet, helt ned til komponent og spore nivået.

Termisk analyse programvare kan gi betydelige kommersielle og design fordeler ved å hjelpe hastigheten den tiden til markedet og redusere antall iterasjoner som trengs for å nå en produksjonsklar løsning.

denne artikkelen ble skrevet av Lewis Bellah. Besøk vår hjemmeside på http://matteroflights.com/~~number=plural og http://matteroflights.com/category/lighting-fixtures/for~~number=plural flere detaljer. Anmeldelser