כיצד לפתור את בעיית פיזור החום של LED UV?

כאשר מקור האור LED מופעל, אזור החיבור P-N בתוך השבב מתחיל לתפקד, לייצר ולצבור חום. בכל פעם שהמצב משיג מצב יציב, הטמפרטורה מכונה טמפרטורת הצומת.

כמו כן, מכיוון שהשבב היה עטוף, לא ניתן לבדוק ישירות את החום של המוליך למחצה במהלך הליך המדידה. כתוצאה מכך, החום של מוליך הפינים משמש בדרך כלל כדי להסיק את הפרש הטמפרטורה של מקור האור באופן עקיף. ככל שטמפרטורת הצומת של מקור האור נמוכה יותר, כך פיזור החום שלו טוב יותר.

בדרך כלל, לחומר הנבחר עבור המוליך למחצה של מקור האור ולצורת האריזה שהוא לוקח יש השפעה ישירה על פיזור החום של מקור האור LED.

החומרים המשמשים למקור האור LED מקבלים התנגדות חשמלית מסוימת כלפי פנים ומבחוץ. גודל ערכי ההתנגדות הללו משקף במידה מסוימת את יכולת פיזור החום של מקור האור.

בעיית פיזור החום

פיזור חום הוא סוג של פיזור אנרגיה (העברת אנרגיה). המונח "פיזור אנרגיה" מתייחס לאנרגיה מבוזבזת עקב הפרשי טמפרטורות וחוסר יעילות.

חום מתפזר באמצעות שלושה תהליכים:

·  הסעה היא תהליך של חום על ידי זרימת נוזלים. תנור הסעה, למשל, משתמש באוויר (נוזל מחומם ונע) כדי להעביר חום.

·  הולכה היא התהליך שבו חום מתפזר בכל חומר אחד ואולי לחומר אחר שיהיה במגע עם החומר המחומם. כיריים חשמליות מחוממות על ידי התנגדות חשמלית היא דוגמה אחת.

·  קרינה היא התהליך שבאמצעותו מתפזר חום באמצעות גלים אלקטרומגנטיים. תנור המיקרוגל הוא דוגמה לפיזור חום.

·  שימוש בבידוד המתאים ליישום מקטין את אובדן החום ואת העלויות שלו תוך הגברת היעילות והבטיחות.

כיצד לפתור את בעיית פיזור החום

כדי ללכוד את המידה המקסימלית של מקור האור UV-LED שנשאר מתחת לסף המשמעות של השבב למשך תקופה ממושכת בטמפרטורת הסביבה, חשוב ליישם ביצועים תרמיים בטוחים ומהימנים עבור מקור האור UV-LED. ניהול חום מקור אור UV-LED עשוי להיות מחולק בדרך כלל לשני חיבורים. חומרי אריזת שבבים ונהלי האריזה משופרים במגזר ייצור מקור האור כדי לשפר את יעילות פיזור החום.

עם זאת, הוספת רדיאטורים חיצוניים ביישומים הנדסיים יכולה לשפר משמעותית את ביצועי פיזור החום. מבנה הרדיאטור מגוון, כולל סוג סנפיר, סוג חילופי חום, סוג לוחות שיתוף כוח וסוג מיקרו-חריצים, בין היתר.

כדי להשיג את החום המרבי של מקור האור UV-LED הנשאר מתחת לסף המשמעות של השבב למשך תקופה ממושכת תחת טמפרטורת הסביבה, חשוב לשלב בקרת טמפרטורה בטוחה ומהימנה עבור מקור האור האולטרה סגול.

עיצוב פיזור חום של מקור אור UV-LED ניתן לפצל לרמת שבב, רמת אריזה ורמת מערכת. מקור האור בתהליך הייצור קובע את השניים הראשונים. מוקד המחקר של מאמר זה הוא בסוגיית פיזור החום, כלומר, ייעול הבנייה של גוף הקירור העזר של מקור האור האולטרה סגול.

מהי טמפרטורת צומת LED ולמה זה משנה?

טמפרטורת הצומת בנקודה שבה פוגשת ה-LED את החומר עליו היא מותקנת. לצומת זה יש בדרך כלל את הטמפרטורה הגבוהה ביותר של המכשיר, מה שהופך את ערכו לאינדיקטור טוב ליעילות פיזור החום. תעלות חום תורמות מובנות בחבילות LED מודרניות כדי להעביר חום מהצומת לאתר ההלחמה. האינטראקציה של חבילת LED עם ה-PCB או גוף קירור נפרד הוא המקום שבו נמצא חיבור ההלחמה.

ההתנגדות התרמית הפנימית של ה-LED משמשת כמדד ליעילות של נתיבי חום פנימיים. מבחינה תרמית, איכות ה-LED עולה עם ירידה בטמפרטורה הפנימית. מהנדס התכנון חייב לגשת לערך קיבולת החום תוך יצירת מתקן LED מנקודת מבט של ניהול תרמי. פותרי CFD ישתמשו בנתון זה כדי לחשב במדויק את טמפרטורת ה-LED ולבדוק אם המכשיר עבר את הגבול העליון המומלץ על ידי היצרן. טמפרטורות צומת בנורות LED עכשוויות מגיעות בדרך כלל 100°C ומעלה. ערכו מושפע מטווח הטמפרטורות, קצב העברת החום בין מעגל ה-LED לסביבתו ומצריכת החשמל של השבב.

גורמי עיצוב תרמיים

כל נורת LED חייבת להפחית את היציבות התרמית הגבוהה מה-LED לאוויר שמסביב על מנת לשמור על נוריות LED קרירות. הולכה, הסעה וקרינה תרמית הם שתיים  סוגי פיזור חום שיש לקחת בחשבון ולייעל אותם במהלך כל תהליך תכנון המתקן.

1. רוחב ותצורת LED

כדי ליצור עיצובים קטנים של גופי LED, מעצבים רוצים לעתים קרובות לקצר את המרחק בין LED על גבי PCB. אבל זה יביא לצפיפות הספק תרמית גבוהה יותר, שתגביר את החום של הנוריות.

יצרני LED UV לעתים קרובות מציעים מרחק מוצע בין נוריות LED ומציינים את עליית הטמפרטורה שניתן לצפות כאשר המרחק הזה מתקצר בכמות מסוימת. מחקרים על פריסת לוח LED גילו שסידורי שבבים הומוגניים וסימטריים מספקים כמות זהה של תפוקת חום בין אם הם מלבנים, משושה או עגולים.

2. בחירת מודול LED

נורות LED לאריזה ישירה (DIP) ונוריות ה- Multiple Chips On Boards (MCOB) החדשות ביותר הן רק חלק מהסוגים הרבים והשונים של נוריות LED הזמינות. נוריות DIP משמשות בעיקר לשלטים ולהצגה בגאדג'טים ביתיים. הם נבדלים על ידי צורתם בצורת כדור.

נוריות SMD הן מוליכים למחצה מרובעים שיכולים להפיק אור על כל ספקטרום ה-RGB.

איפה קונים LED UV באיכות גבוהה

יצרן יצירתי ומנוסה, Zhuhai Tianhui Electronic Co ., בע"מ. מתמקדת בנוריות UV, פרויקטים בקנה מידה גדול, אריזות UV LED, וייצור מעגלים משולבים של זוהר גבוהה, יעילות גבוהה, בהירות אור וחיים ארוכים. כאחד המוגזמים המובילים יצרני uv led  בסין, אנו שמים דגש רב על מתן מענה לצרכים של הלקוחות שלנו ומחויבים להציע שירות מעולה. אנו מספקים לצרכנים מעולה פתרון UV LED , מוצרים ושירותים. אנו מציעים מוצרי UVA, UVB ו-UVC עם אורכי גל קצרים עד ארוכים כמו גם מלאים דיודת uv led מפרט LED עם הספק נמוך עד גבוה. אחת מיצרניות ה-UV LED המובילות, Zhuhai Tianhui Electronic Co., Ltd., מתרכזת בחיטוי ועיקור UVC, UVB ו-UVA. הסחורה נמצאת בשימוש נרחב.