Modul pencahayaan LED: menghilangkan panas dari situasi

Daya tarik menggunakan LED dalam aplikasi pencahayaan berkembang pesat. Banyak dan manfaat signifikan dari menggunakan modul yang menggabungkan matriks LED sedang diakui oleh insinyur desain di beberapa sektor industri utama, termasuk aerospace, pencahayaan arsitektur, dan pasar otomotif "telur emas".Jika anda membutuhkan informasi terkait teknologi silahkan kunjungi bicarafakta.com yang menyediakan berbagai informasi terupdate mengenai Gadget,bola, dan masih banyak berita-berita yang menarik dan terupdate.

Atribut seperti fleksibilitas desain, konsumsi daya rendah, cahaya merata dan andal, dan umur panjang membedakan modul LED dari desain berdasarkan lampu filamen tradisional dan tabung fluoresen. LED juga dapat memiliki manfaat knock-on, seperti sangat mengurangi ukuran dan kompleksitas modul dan menyederhanakan desain lensa.

Sebuah contoh yang baik dari beberapa manfaat lain dari pencahayaan LED ditunjukkan oleh aplikasi di kabin pesawat penumpang. Unit LED retrofit yang menggantikan modul lampu tabung-neon memungkinkan peredupan yang dikontrol dengan baik dan juga memberikan pencahayaan sesuai suasana melalui penggunaan LED yang berbeda warna.

Manajemen termal

Mungkin masalah yang paling menantang ketika menyadari desain modul yang menggunakan LED adalah untuk mengatur suhu persimpangan perangkat individu selama operasi normal. Jika sejumlah besar panas yang dihasilkan oleh semua perangkat dalam modul tidak dikelola dengan benar, maka suhu persimpangan dapat mencapai tingkat di mana masa pakai LED diperpendek dan keandalan terganggu (lihat Tautan).

Modul LED biasanya terdiri dari matriks banyak perangkat pemasangan permukaan. LED ini disolder ke lapisan tembaga terukir yang menyediakan interkoneksi antara masing-masing LED serta komponen pasif dan aktif lainnya yang diperlukan untuk menyelesaikan rangkaian. Ukuran kecil LED dan kedekatannya dengan mereka dapat dipasang berarti bahwa desainer memiliki kebebasan desain yang sangat besar dan dapat mencapai pola pencahayaan yang kompleks dengan tingkat kecerahan yang tinggi.

Sirkuit tembaga etsa dipisahkan dari pelat dasar - biasanya terbuat dari aluminium - oleh bahan dielektrik yang terisolasi secara termal dan efisien secara listrik. Karakteristik dan kemampuan lapisan dielektrik adalah kunci fleksibilitas desain dan kinerja modul keseluruhan.

Bahan dielektrik dibuat dengan memadukan bahan yang efisien secara termal seperti alumina dan boron nitrida dengan bahan lain, untuk memberikan lapisan yang fleksibel namun tangguh pada pelat dasar. Karakteristik penting dari lapisan dielektrik adalah jumlah isolasi listrik yang disediakan antara tembaga di bagian atas dan pelat dasar logam di bagian bawah. Ini dikenal sebagai kekuatan dielektriknya. Bahan dielektrik yang khas dapat memiliki kekuatan dielektrik sekitar 800 V / mil dan dilapisi ke pelat dasar hingga ketebalan 8-12 mil (1 mil = 1 inci – 3 = 25,4 µm).

Bahan dielektrik yang digunakan pada papan sirkuit logam terisolasi biasanya memiliki angka konduktivitas termal di wilayah 3W / mK. Ini kira-kira 10 kali kinerja yang dicapai oleh bahan PCB FR4 (anyaman kaca yang diperkuat resin epoksi).

Persyaratan utama lebih lanjut dari lapisan dielektrik adalah untuk dapat mengompensasi koefisien ekspansi termal yang berbeda dari jalur tembaga di bagian atas rakitan dan pelat dasar aluminium / penyebar panas di sisi bawah.

Pergi tiga dimensi

Lembaran datar dari papan sirkuit logam berisolasi yang terdiri dari tembaga foil, lapisan dielektrik dan pelat dasar aluminium telah tersedia selama beberapa tahun. Di mata perancang modul LED yang berpikiran maju, masalah utama adalah bahwa lembaran datar papan sirkuit logam terisolasi membatasi mereka ke bentuk 2D.

Untuk mengatasi keterbatasan ini, bahan dielektrik baru tersedia yang memiliki modulus rendah, yang berarti bahwa mereka sesuai dengan tekanan dan regangan mekanis. Bahan-bahan ini tidak hanya mengakomodasi koefisien ekspansi elemen logam dari konstruksi, tetapi juga memungkinkan bagian-bagian dibentuk menjadi sudut yang benar, dan bahkan melalui 360 & # 730 ;. Hal ini memungkinkan desainer untuk mewujudkan desain dan desain yang rumit yang membentuk lingkaran lengkap dengan jejak tembaga internal atau eksternal.

Saat merancang dengan bahan papan sirkuit logam terisolasi yang baru dan dapat dibentuk, dimungkinkan untuk mengarahkan rute di sekitar sudut, yang mengurangi kebutuhan untuk menggunakan konektor dan kabel yang keras. Ada beberapa manfaat untuk ini, termasuk peningkatan keandalan yang dihasilkan dari memiliki lebih sedikit persimpangan dan interkoneksi. Meskipun biaya bahan baru sedikit lebih tinggi, biaya keseluruhan berkurang karena lebih sedikit komponen yang dibutuhkan, dan waktu perakitan berkurang.

Kekuatan dan daya tahan

LED sendiri secara inheren tahan lama. Memasangnya pada papan sirkuit berbasis logam hanya berfungsi untuk meningkatkan kekokohan dan modul jadi, memberikan ketahanan yang sangat baik terhadap getaran dan guncangan mekanis.

Cluster pencahayaan otomotif memberikan contoh yang baik tentang bagaimana modul LED dapat memberikan kinerja yang unggul dibandingkan dengan lampu filamen tradisional. Aplikasi dalam kendaraan mengalami getaran tingkat tinggi dan rentang suhu pengoperasian yang luas yang dapat menyebabkan kegagalan dini lampu filamen. Dalam beberapa kondisi pengoperasian, LED dapat bertahan hingga 100.000 jam, yang berarti bahwa lampu tersebut seharusnya tidak memerlukan perhatian apa pun untuk umur kendaraan.

Umur panjang LED juga menyederhanakan tugas para desainer karena kurang penting untuk membuat modul pencahayaan dapat diakses untuk diservis dalam produk jadi. Ini dapat menghasilkan instalasi yang lebih rapi, lebih terintegrasi dan juga potensi penghematan biaya.

Pemodelan suhu

Paket perangkat lunak analisis termal tersedia untuk membantu membuktikan desain modul berbasis LED sebelum mereka berkomitmen untuk memproduksi.

Paket perangkat lunak ini mengumpulkan data dari database terintegrasi tentang kinerja dan spesifikasi LED bersama dengan perangkat lain yang dipasang pada papan sirkuit logam terisolasi. Data ini dikombinasikan dengan informasi lain tentang elemen-elemen desain, termasuk jejak tembaga, daya dan bidang tanah, dan vias. Informasi yang dikumpulkan kemudian diproses untuk menghasilkan representasi akurat dari kinerja termal desain.

Representasi grafis yang mudah digunakan dari hasil memungkinkan insinyur desain untuk dengan cepat menentukan area yang mungkin memerlukan perhatian, sampai ke tingkat komponen dan lintasan.

Perangkat lunak analisis termal dapat membawa manfaat komersial dan desain yang signifikan dengan membantu mempercepat waktu ke pasar dan mengurangi jumlah iterasi yang diperlukan untuk mencapai solusi siap produksi.