Moduli di illuminazione a LED: prendono il calore dalla situazione di Joseph Marie

L'appello di tramite LED nelle applicazioni di illuminazione sta crescendo rapidamente. I numerosi e significativi vantaggi di utilizzare moduli che incorporano una matrice di LED sono stati riconosciuti dai progettisti in diversi settori chiave, tra cui l'industria aerospaziale, l'illuminazione architettonica, e la "uova d'oro" mercato automobilistico.

Attributi come flessibilità del design, basso consumo energetico, luce uniforme e affidabile, e lunga durata una distinzione tra i moduli di progetti basati su lampade a incandescenza tradizionali e tubi fluorescenti LED. I LED possono anche avere vantaggi a catena, come ad esempio riducendo notevolmente le dimensioni e la complessità del modulo e la semplificazione del disegno dell'obiettivo.

Un buon esempio di alcuni altri vantaggi dell'illuminazione a LED è dimostrata da un'applicazione in cabina di un aereo passeggeri. Una unità LED retrofit che ha sostituito un modulo di illuminazione fluorescente-tubo enabled oscuramento finemente controllato e luci soffuse anche fornite attraverso l'uso di LED di colore diverso.

Gestione termica

Forse il problema più difficile quando la realizzazione un disegno modulo che usa LED è quello di gestire la temperatura dei singoli nodi di dispositivo durante il normale funzionamento. Se la notevole quantità di calore prodotto da tutti i dispositivi in ​​un modulo non è gestita correttamente, le temperature di giunzione può raggiungere un livello in cui i LED 'previsto la vita si accorcia e l'affidabilità è compromessa (vedi Links).

LED moduli comprendono tipicamente una matrice di molti dispositivi a montaggio superficiale. Questi LED sono saldati uno strato di rame inciso che fornisce le interconnessioni tra i singoli LED e altri componenti attivi e passivi che sono necessarie per completare il circuito. Le piccole dimensioni dei LED e la vicinanza con la quale possono essere montati significa che i progettisti hanno un enorme quantità di libertà di progettazione e possono raggiungere modelli di illuminazione complesse con alti livelli di luminosità.

Il circuito di rame inciso è separato da una piastra di base - solitamente in alluminio - da un, isolando elettricamente materiale dielettrico termicamente efficiente. Le caratteristiche e le capacità dello strato dielettrico sono la chiave per la flessibilità di progettazione e prestazioni del modulo generale.

Materiali dielettrici sono realizzati miscelando materiali termicamente efficienti come allumina e nitruro di boro con altri ingredienti, per fornire una soluzione flessibile ma il rivestimento elastico sulla piastra di base. Una caratteristica importante dello strato dielettrico è la quantità di isolamento elettrico fornisce tra rame sulla parte superiore e la piastra di base metallica sul lato inferiore. Questo è noto come la sua rigidità dielettrica. Un tipico materiale dielettrico può possedere una rigidità dielettrica di circa 800 V /mil ed essere rivestiti sulla piastra di base ad uno spessore di 8-12 mils (1 mil = 1 pollice-3 = 25,4 um).

Dielettrica materiali utilizzati nei circuiti metallici isolati di solito hanno una figura conducibilità termica nella regione di 3W /mK. Questo è di circa 10 volte le prestazioni ottenute con FR4 (ignifugo tessuto di vetro rinforzata resina epossidica) materiale PCB.

Un ulteriore requisito fondamentale dello strato dielettrico è in grado di compensare le differenti coefficienti di dilatazione termica di la pista di rame sulla parte superiore del gruppo e il divaricatore piatto /calore base in alluminio sul lato inferiore.

Andando

tridimensionali

lastre piane di circuito metallo isolato comprendente un foglio di rame, un strato dielettrico ed una piastra base in alluminio sono disponibili da diversi anni. Agli occhi della lungimirante modulo LED progettista, il problema principale è stato che lastre piane di circuito metallo coibentato li limitano a forme 2D.

Per far fronte a queste limitazioni, nuovi materiali dielettrici sono sempre disponibili che hanno un basso modulo, il che significa che essi siano conformi alle sollecitazioni meccaniche e tensione. Questi materiali non solo ospitare il coefficiente di espansione degli elementi metallici della costruzione, ma anche permettere parti da essere formato in angoli retti, e anche attraverso 360 & # 730;. Ciò permette ai progettisti di realizzare progetti e quelli di forma complessa che formano un cerchio completo sia con tracce di rame interni o esterni.

Durante la progettazione di nuovi materiali, formabili circuito metallo coibentato è possibile instradare i circuiti di tutto angoli , che riduce la necessità di utilizzare connettori e cablaggi duro. Ci sono diversi vantaggi per questo, tra l'affidabilità migliorata derivante da un minor numero di svincoli e avere interconnessioni. Nonostante il costo leggermente più alto dei nuovi materiali, il costo complessivo è ridotto perché sono necessari meno componenti, e il tempo di assemblaggio è ridotto.

Resistenza e durata

LED stessi sono intrinsecamente durevole. Loro montaggio su circuiti stampati di metallo basato serve solo per migliorare la loro robustezza e quella del modulo finale, fornire un eccellente resistenza alle vibrazioni e urti meccanici.

Automotive gruppi ottici offrono un buon esempio di come i moduli LED in grado di fornire prestazioni superiori rispetto alle lampade a incandescenza tradizionali. A bordo veicolo applicazioni sperimentare elevati livelli di vibrazioni e ampi intervalli di temperatura operativa che possono causare il guasto prematuro di lampade a incandescenza. In alcune condizioni operative LED può durare fino a 100.000 ore, il che significa che non dovrebbero richiedere alcuna attenzione per la vita del veicolo.

La lunga durata dei LED semplifica anche compito dei progettisti perché è meno importante per rendere il modulo di illuminazione accessibile per la manutenzione nel prodotto finito. Questo può portare ad un più ordinato, l'installazione più integrata e anche nel potenziale risparmio sui costi.

Temperatura modellazione

pacchetti software di analisi termica sono a disposizione per contribuire a dimostrare disegni modulo LED basato prima di essere impegnati per la produzione .

Questi pacchetti software raccolgono dati da un database integrato per le prestazioni e le caratteristiche tecniche insieme a quelli di altri dispositivi che sono montati sul circuito metallo coibentato LED. Questi dati vengono combinati con altre informazioni sugli elementi del progetto, comprese le tracce di rame, piani di alimentazione e di terra, e vias. Le informazioni raccolte vengono poi elaborati per produrre una rappresentazione accurata delle prestazioni termiche del design.

User-friendly rappresentazioni grafiche dei risultati consentono al progettista di individuare rapidamente le aree che possono richiedere attenzione, fino al componente e monitorare il livello.

software di analisi termica può portare notevoli vantaggi commerciali e di design, aiutando la velocità del time to market e ridurre il numero di iterazioni necessarie per raggiungere una soluzione production-ready.

questo articolo è stato scritto da Lewis Bellah. Visitate il nostro sito a http://matteroflights.com/~~number=plural e http://matteroflights.com/category/lighting-fixtures/for~~number=plural maggiori dettagli.