قاب پروژکتور LED و رابطه آن با دما:

یکی از عوامل بسیار مهم در افزایش طول عمر محصولات روشنایی LED انتخاب قاب با میزان هیتسینک کافی برای دفع کامل حرارت از چیپ LED می باشد. نحوه کارکرد محصولات روشنایی LED ، به دمای محیط کارکرد چراغ وابسته است. دمای کارکرد محصول علاوه بر طول عمر بر بهره نوری چراغ نیز تاثیرگذار می باشد.

برای مثال به تصویر زیر که از دیتاشیت های شرکت citizen استخراج شده است توجه فرمایید.

همین طور که در عکس مشاهده میکنید برای مثال اگر شما چیپ مورد استفاده را با جریان ۳۵۰ میلی آمپر تغذیه کنید باید حداکثر دمای جانکشن آن را در حدود ۱۴۰ درجه سانتی گراد نگه دارید تا طول عمر محصول شما ۵۰۰۰۰ ساعت باشد.

همانطور که مشخص است اگر دما فقط در حدود ۱۰ درجه افزایش یابد، طول عمر تا میزان ۲۰۰۰۰ ساعت کاهش می یابد. دقت نمایید که حداکثر دمای جانکشن با دمای سطح هیتسینک متفاوت است.

طبق مثال بالا به این نتیجه میرسیم که در نظر گرفتن هیتسینک مناسب یکی از مهمترین فاکتور ها برای رسیدن به طول عمر اسمی ۵۰۰۰۰ ساعت در پروژکتور های LED می باشد.

سطح مناسب برای قاب پروژکتور LED (ال ای دی):

حداقل مساحت مورد نیاز برای سطح هیتسینک با توجه به توان چراغ و همچنین سایر عوامل محیطی مانند دمای محل مورد استفاده تاییین میشود. برای مثال مساحت هیتسنک برای پروژکتور ال ای دی با توان ۱۵ وات در حدود ۱۳۰۰ سانتی متر مربع می باشد و یا برای پروژکتور با توان ۱۰۰ وات به ۶۰۰۰ سانتی مربع هیتسینک نیاز است.

لازم به یادآوری است که اعداد فوق شرط لازم و نه کافی می باشند. به عنوان مثال برای کافی بودن اعداد فوق باید مقاومت حرارتی مابین چیپ و هیتسینگ تا حد امکان کاهش یابد. برای کاهش مقومت حرارتی معمولا از چسب یا خمیر سیلسکون مرغوب استفاده میشود.

نحوه محاسبه مقدار هیتسینک مناسب برای قاب پروژکتور LED:

با دستور العمل زیر ما میتوانیم حداکثر مقاومت حرارتی هیتسینک را بدست آوریم. و از آنجا که هیتسینک ها بر اساس حداکثر مقاومت حرارتی مشخص میشوند، می توانیم هیتسینک مورد نیاز خود را انتخاب کنیم.

این کار به دو روش زیر امکان پذیر است:

روش اول:

۱ حداکثر دمای قابل تحمل در بدنه قطعه(قابل دریافت از دیتاشیت)
۲ حداکثر دمای محیط(بر اساس شرایط محیطی قطعه)
۳ مقاومت حرارتی بدنه قطعه تا محیط(قابل دریافت از دیتاشیت)
۴ توان تلفاتی در قطعه(قابل محاسبه بر اساس جریان ولتاژ کاری قطعه و یا بازده)

وقتی اطلاعات بالا را بدست آوردیم محاسبات را به روش زیر ادامه میدهیم:

• ابتدا دمای بدنه را با فرض وجود نداشتن هیتسینک محاسبه می کنیم.

  مقاومت حرارتی بدنه تا محیط*توان تلفاتی در قطعه+بیشترین دمای محیط=دمای بدنه قطعه

• اگر دمای بدنه از بیشترین دمای بدنه قابل تحمل کمتر باشد، نیاز به هیت سینک نیست. اما اگر این دما بیشتر از حد قابل تحمل باشد، محاسبات را به روش زیر ادامه میدهیم:

  توان تلفاتی/(بیشترین دمای محیط – بیشترین دمای قابل تحمل بدنه)=حداکثر مقاومت حرارتی کل قابل قبول

• حال مقاومت حرارتی هیتسینک به روش زیر بدست می آید.

  (مقاومت حرارتی قابل قبول – مقاومت حرارتی بدنه قطعه تا محیط)/( مقاومت حرارتی قابل قبول * مقاومت حرارتی بدنه قطعه تا محیط)=حداکثر مقاومت حرارتی قابل قبول هیت سینک

با مشخص شدن حداکثر مقاومت حرارتی هیتسینک، مقدار و نوع هیتسینک مورد نیاز بر اساس آن قابل انتخاب است.

روش دوم:

۱   حداکثر دمای قابل تحمل در اتصال(Junction) قطعه(قابل دریافت از دیتاشیت)
۲   حداکثر دمای محیط(بر اساس شرایط محیط کاری قطعه)
۳   مقاومت حرارتی Junction تا بدنه(قابل دریافت از دیتاشیت)
۴   مقاومت حرارتی بدنه قطعه تا محیط(قابل دریافت از دیتاشیت)
۵   توان تلفاتی در قطعه(قابل محاسبه بر اساس جریان ولتاژ کاری قطعه و یا بازده)

در صورتی که اطلاعات فوق را دارید:

مقاومت حرارتی Junction تا بدنه و مقاومت حرارتی بدنه قطعه تا محیط را با هم جمع کرده و سپس در فرمول های بالا، این مقدار را جایگزین کنید. در ضمن به جای بیشترین دمای قابل تحمل بدنه، بیشترین دمای قابل تحمل در اتصال(Junction) قطعه را قرار دهید.