1 المقدمة:
في استهلاك الطاقة في المصنع&، يحتل استهلاك طاقة الإضاءة وزنًا معينًا. على سبيل المثال ، في مبنى مصنع تبلغ مساحته 40000 متر مربع ، يبلغ حمل طاقة الإضاءة حوالي 400 كيلو وات. لذلك ، تعد كيفية تحقيق توفير الطاقة وحماية البيئة في اختيار إضاءة المصنع موضوعًا مهمًا لمصممي المصانع. بالإضافة إلى توفير الطاقة وحماية البيئة ، فإن تركيبات الإضاءة المعتمدة على مصدر ضوء LED الجديد تتميز بعمر طويل ، ووقت استجابة سريع ، ولون فاتح نقي. في السنوات الأخيرة ، تم تفضيله على نطاق واسع من قبل المستهلكين.
2. التكنولوجيا الرئيسية لتصميم إضاءة LED
تم تطبيق التقنيات الجديدة والمواد الجديدة والعمليات الجديدة بشكل مستمر لتصميم مصادر ضوء LED عالية الطاقة ، مما وضع أساسًا متينًا لتصميم مصابيح LED عالية الطاقة. نظرًا لاختلاف تطبيقات مصدر ضوء LED اختلافًا كبيرًا ، فإن تصميمها واختبارها ومعايير أخرى لها تأخر معين في إدخال مصابيح LED ، مما يؤدي إلى ضعف قابلية التبادل للمنتجات التي تنتجها جهات تصنيع مختلفة من حيث الهيكل والأداء. في الوقت نفسه ، تعد منتجات الإضاءة LED نفسها تكاملًا لعوامل ميكانيكية وبصرية وكهربائية ، كما أن تصميمها أكثر تعقيدًا. تقنيات في العديد من المجالات.
3 ، الصمام ضوء ارتفاع خليج التصميم
3.1 اختيار الطاقة
المصابيح التقليدية عالية الضغط هي في الغالب 250W أو 400W من مصابيح الصوديوم عالية الضغط ومصابيح الهاليد المعدنية. بالمقارنة مع خصائص مصابيح LED الجديدة ، هناك اختلافات واضحة ، انظر الجدول التالي:
بالنظر إلى مشاكل مصباح الصوديوم عالي الضغط واضمحلال مصباح الهاليد المعدني وانبعاث الضوء الثانوي في الاستخدام الفعلي ، فإن كفاءة الإنارة الفعلية أقل بكثير من 80lm / W ، والتي غالبًا ما تفشل في الوصول إلى 70٪ الاسمية. بناءً على ذلك ، فإن طاقة مصباح الإضاءة العالية LED التي طورناها للمرة الأولى تم ضبطها على حوالي 120 واط. بمجرد أن يلبي تأثير الإضاءة التوقعات ، فإنه سيوفر أكثر من 50٪ من الطاقة مقارنة بالمصابيح التقليدية.
3.2 اختيار مصدر الضوء
في الوقت الحاضر ، العلامات التجارية الأكثر شهرة لمصادر إضاءة LED عالية الطاقة في السوق هي: CREE و OSRAM و NICHIA و Lumileds (أول مصباح LED) ، بالإضافة إلى الشركات المصنعة التايوانية Epistar و Addison ومصنعي التغليف المحليين Shenzhen Wanrun ، Zhuhai Ruifeng و Jiangxi Lianchuang وما إلى ذلك هي أيضًا علامات تجارية مشهورة.
من أجل ضمان استقرار المنتج ، نستخدم أكثر مصادر الضوء CREE شهرة لهذا المصباح الصناعي والتعديني.
3.3 تصميم تبديد الحرارة:
في مصابيح LED عالية الطاقة ، يعد تبديد الحرارة مشكلة كبيرة. على سبيل المثال ، إذا كان لمصباح LED بقوة 10 وات كفاءة تحويل كهروضوئية بنسبة 20٪ ، فإن 8 وات من الطاقة الكهربائية يتم تحويلها إلى حرارة. إذا لم يتم اتخاذ أي تدابير لتبديد الحرارة ، فإن درجة الحرارة الأساسية لمصباح LED عالي الطاقة سترتفع بسرعة ، عندما ترتفع درجة حرارة الوصلة (TJ) عندما ترتفع درجة الحرارة فوق الحد الأقصى لدرجة الحرارة المسموح بها (عادة 150 درجة مئوية) ، سوف يرتفع مؤشر LED عالي الطاقة تتلف بسبب ارتفاع درجة الحرارة. لذلك ، فإن تصميم تبديد الحرارة هو أيضًا المحتوى الأكثر أهمية لدينا. في ما يلي ، سنناقش تصميم تبديد الحرارة من مزيج من ركيزة الألومنيوم والمشتت الحراري.
3.3.1 اختيار مجلس الإدارة
في تطبيق منتجات LED ، من الضروري عادةً تجميع مصادر إضاءة LED متعددة على ركيزة دارة. بالإضافة إلى أن ركيزة الدائرة تلعب دور حمل هيكل وحدة LED ، من ناحية أخرى ، نظرًا لأن طاقة خرج LED تصبح أعلى وأعلى ، يجب أن تلعب الركيزة أيضًا دور تبديد الحرارة لنقل الحرارة الناتجة عن الكريستال LED. لذلك ، يجب أن يأخذ اختيار المواد في الاعتبار متطلبات القوة الهيكلية وتبديد الحرارة. بالنسبة للركيزة ، قارنا FR4 والركيزة الخزفية و MCPCB على التوالي.
(1) تبلغ الموصلية الحرارية لـ FR4 حوالي 0.36W / m • K ، والتي لا يمكنها تلبية متطلبات تبديد الحرارة لإضاءة LED عالية الطاقة ؛
(2) الموصلية الحرارية للسيراميك أكبر من 80 وات / م • كلفن ، وهي مكلفة وضعيفة في قابليتها للمعالجة ، ولا يمكن استخدامها في مساحة كبيرة ؛
(3) الموصلية الحرارية MCPCB أكبر من 2.0W / m • K ، وسعر معتدل ، وقابلية معالجة قوية ، وتكنولوجيا ناضجة وإنتاج ضخم.
3.3.2 تصميم الرادياتير
يتمثل دور المبرد في امتصاص الحرارة المنقولة من الركيزة أو الرقاقة ، ثم تبديدها إلى البيئة الخارجية للتأكد من أن درجة حرارة رقاقة LED طبيعية. تم تصميم معظم المشعات بعناية لتكون مناسبة للحمل الحراري الطبيعي والحمل القسري. المبرد النشط والمبرد السلبي. يتم عرض خصائص الأداء الخاصة بكل منها في الجدول التالي:
بالنظر إلى التكلفة والاستقرار ، نختار التبريد السلبي. يتم تصنيف المشعات السلبية إلى مشعات Al Extrusion و Al Die-Casting حسب موادها. الخصائص ذات الصلة هي كما يلي:
فيما يتعلق باستخدام أنبوب الحرارة&أمبير ؛ زعنفة&أمبير ؛ Vapor-Champer على بالوعة الحرارة ، بعد الاختبار ، لا تنخفض درجة حرارة الباعث كثيرًا. وفقًا لمتطلبات الثبات للمصباح الهندسي ، لا يتم اعتباره للاستخدام.
3.4 تصميم الآلية
لا يتضمن تصميم الآلية الهيكل الميكانيكي للمصباح بأكمله فحسب ، بل يشمل أيضًا المظهر الجميل للمصباح. بعد ذلك ، نقوم بتنفيذ التصميم المحدد للرادياتير المصبوب بالقالب من الجوانب الأربعة التالية.
أ. أفضل مظهر
فيما يتعلق بالمظهر ، تصورنا الشكلين التاليين.
C. أفضل الحرارية
يتم تحديد أداء تبديد الحرارة للرادياتير إلى حد كبير من خلال التصميم الميكانيكي للرادياتير. المادة هي نفس مادة الألومنيوم المصبوب ADC-12. عندما يكون للمشتت الحراري معلمات مختلفة مثل القطر الخارجي وارتفاع الزعنفة وكثافة الزعنفة ، فقد يختلف أداء تبديد الحرارة كثيرًا. أثناء عملية التصميم ، اخترنا أربعة مشعات مختلفة بهياكل مختلفة ، وقمنا بمحاكاة تدفق الحرارة ، كما هو موضح في الشكل أدناه
من خلال محاكاة التدفق الحراري ، وجدنا أن Case4 لديها أفضل أداء حراري. الجدول التالي:
في الوقت نفسه ، يمكننا استخلاص الاستنتاجات التالية:
(1) قم بتقليل ارتفاع الزعنفة مع زيادة القطر الخارجي للمشتت الحراري للحصول على تأثير أكثر فاعلية في تبديد الحرارة.
(2) بالنسبة للمشتت الحراري من نفس الوزن ، يمكن أن تؤدي زيادة الارتفاع إلى تأثير تبديد حرارة أكثر فعالية من زيادة قطر المبرد.
(3) Case4 Thermal هي الأفضل ، فنحن نزيد القطر الخارجي للرادياتير عن طريق تقليل ارتفاع الزعانف ، والحصول على أفضل مبرد بشرط نفس التكلفة.
4 ، الصمام ضوء ارتفاع خليج النتائج التحقق
من أجل ضمان جودة المصابيح ، أجرينا سلسلة من الاختبارات حول توزيع الضوء ، والسلامة الحرارية ، والسلامة الكهربائية ، والموثوقية قبل الإنتاج الضخم والشحن. فيما يلي نتائج التحقق لكل اختبار.
5. تقييم التكلفة والفوائد
كما نعلم جميعًا ، مقارنةً بمصابيح الصوديوم عالية الضغط أو مصابيح الهاليد المعدنية لإضاءة المصنع ، من الواضح أن تكلفة الاستثمار الأولية لمصابيح LED العالية أعلى بكثير من تلك الخاصة بالمصابيح التقليدية. ومع ذلك ، نظرًا لأن مصدر ضوء LED يتميز بخصائص كفاءة الإضاءة العالية ، وعندما يتم تحويله إلى مصباح ، فإن ميزة الاتجاهية القوية لمصدر ضوء LED تنعكس بسهولة. كفاءة مصباح LED أعلى بكثير من المصباح التقليدي ، لذلك يمكن أن تتجلى خصائص توفير الطاقة بشكل واضح. الجدول التالي عبارة عن تحليل لمزايا الاستثمار لمصباحنا المرتفع 120WLED ومصباح الصوديوم التقليدي عالي الضغط بقدرة 400 وات.
6. الخلاصة
لقد خضع مصباح الإضاءة العالية LED هذا للعديد من التعديلات والتحسينات من مرحلة التصميم الأولية إلى الشحن الضخم. من بينها ، من خلال الاتصال في الوقت المناسب والتعاون الوثيق بين مهندسي R&؛ D وأقسام الأعمال ، تم التعرف على جودة المنتج ومظهره بشكل أفضل من قبل السوق. هناك أيضًا العديد من تفاصيل التصميم ، مثل اختيار الشحوم ، ومعالجة الحلقة المقاومة للماء ، وتحسين غطاء الكمبيوتر الشخصي ، واختيار مصدر الطاقة ، وما إلى ذلك ، تخضع دائمًا للتحسين المستمر. بالنسبة لخطة تصميم أكثر منطقية ورائعة ، نرحب بالقراء أيضًا لإعلامنا بذلك. شكرا لك
