Utilizzo del dissipatore di calore in alluminio per LED ad alta potenza anziché PCB

Ogni volta che ci imbattiamo in LED da 1 watt o altri LED con watt superiore, si consiglia sempre di utilizzare dissipatori di calore a base di alluminio di alta qualità per proteggere i LED dal calore e per ottenere da essi prestazioni ottimali.

Il PCB a doppio lato può essere costoso

Tuttavia, come tutti sappiamo, tali PCB sono molto costosi e potrebbero essere al di là della portata dei nuovi hobbisti. L'uso di una normale striscia di alluminio come dissipatore di calore invece di un PCB sembra essere una facile via d'uscita, impariamo di più.

I LED bianchi da 1 Watt e 350 mA sono diventati immensamente popolari al giorno d'oggi e vengono utilizzati fondamentalmente per tutti i tipi di applicazioni di illuminazione a LED ad alto watt.

Questi LED sono diventati particolarmente utili poiché possono essere configurati in modo discreto per passare dalla lampada LED di base da 1 watt a quella massiccia Proiettore LED da 1000 watt sistemi semplicemente aggiungendo il relativo numero di LED sul pannello.

Sebbene tutto sembri abbastanza decente e semplice con la costruzione di luci così ad alta efficienza che utilizzano questi dispositivi, l'estrema quantità di calore coinvolta diventa l'ostacolo principale, specialmente quando viene provato da un normale hobbista.

Questo problema richiede l'utilizzo di un dissipatore di calore opportunamente dimensionato con questi LED, tuttavia poiché questi LED sono piccoli e non hanno funzioni di avvitamento disponibili, collegare il dissipatore di calore direttamente con essi diventa impossibile e incorporare il dissipatore di calore a base di alluminio diventa l'unica opzione disponibile.

I dissipatori di calore PCB con retro in alluminio sono PCB estremamente sofisticati che richiedono un processo di produzione di fascia alta e quindi sono molto costosi, inoltre progettare il layout del PCB secondo i requisiti rende il processo ancora più costoso.

La cabina PCB deve essere evitata

Tuttavia questi PCBa possono essere semplicemente evitati utilizzando una tecnica semplice come spiegato nella sezione seguente:

Con LED ad alto watt gli unici problemi sono: consentire una rapida dissipazione del calore dal LED nell'aria e trovare una soluzione adeguata per collegare i LED su una piastra di alluminio senza metterli in cortocircuito attraverso la piastra.

Un metodo consiste nel dipingere l'alluminio con uno spesso strato di pittura ad olio di buona qualità (bianca) sull'area in cui il LED deve essere allineato e riempire i LED secondo il layout serie / parallelo direttamente sulla vernice bagnata e consentire l'assemblaggio asciugare completamente.

Come incollare i LED sulla striscia di alluminio

Premendo con forza i LED sulla vernice bagnata si produrrà quasi un contatto diretto dei LED con la superficie in alluminio.

L'applicazione della vernice serve proprio per consentire una presa temporanea dei led sulla piastra. Una volta che la vernice si asciuga, i LED dovrebbero essere rinforzati con colla epossidica in modo che la presa diventi più salda.

Puoi graffiare leggermente l'area sull'alluminio in modo che la colla 'morda' la superficie e produca una buona presa sull'intero assemblaggio.

Dopo questo, i LED potrebbero essere cablati saldando piccoli pezzi di cavi di rame per formare il circuito previsto. La vernice sottostante fungerebbe da isolante e impedirebbe il cortocircuito dei cavi con il fondo in alluminio.

Rinforzo con colla epossidica

Infine l'intero gruppo potrebbe essere ulteriormente rinforzato con colla epossidica poiché l'adesione della vernice potrebbe essere insufficiente per mantenere i LED in posizione per sempre.

In alternativa, la colla epossidica può essere utilizzata direttamente per fissare i LED sulla piastra di alluminio e cablare i terminali LED secondo l'orientamento corretto del layout dopo che la resina epossidica è indurita.

Tuttavia, in questo caso, è necessario prestare attenzione a mantenere i cavi del LED ben sollevati sopra la base in alluminio, o per una maggiore sicurezza piccoli pezzetti di plastica o carta di carta potrebbero essere infilati tra i buchi esistenti.

I metodi sopra discussi di utilizzo di una piastra di alluminio come dissipatore di calore per l'assemblaggio di moduli led da 1 watt potrebbero essere infatti molto più efficaci rispetto all'utilizzo del PCB a base di alluminio consigliato a causa del contatto diretto coinvolto con la piastra di alluminio di base effettiva, risultando in un calore efficiente dissipazione.

Preferibilmente dovrebbe essere selezionata una piastra sottile, perché il materiale più sottile consentirà un'estrazione e una dissipazione più rapida del calore.

Utilizzo di un limitatore di corrente

Anche se le procedure di cui sopra potrebbero sembrare rapide ed efficaci, si consiglia vivamente di aggiungere un circuito limitatore di corrente tra l'alimentatore e i LED come discusso in questo articolo.

Ricordarsi inoltre di aggiungere resistenze tra ciascuna stringa di LED per garantire una distribuzione uniforme della corrente attraverso i canali.

L'immagine seguente mostra un classico esempio di utilizzo di una normale piastra di alluminio come dissipatore di calore per un gruppo LED ad alto watt di gruppo per realizzare un tubo LED.

Cortesia dell'immagine: Debabrata Mandal

Alcuni suggerimenti importanti del sig. Debabrata

1. Il composto del dissipatore di calore è stato applicato tra il led e il suo dissipatore di calore
2. Il composto del dissipatore di calore è stato applicato tra il dissipatore di calore a LED e il telaio in alluminio
3. La colla epossidica NON aderisce al telaio in alluminio in quanto tale (niente fa). Quindi, dopo che tutti i LED sono stati disposti sul telaio con resina epossidica, il telaio deve essere riscaldato da dietro in modo che il calore del telaio scioglie la resina epossidica e quindi solo l'alluminio e la resina epossidica si attaccheranno ... il riscaldamento deve essere fatto in più fasi e durante questo processo di riscaldamento è necessario assicurarsi che la resina epossidica si stia effettivamente sciogliendo perché la resina epossidica non si scioglie istantaneamente ma gradualmente si riscalda gradualmente
4. Per incollare più strisce insieme, ci sono di nuovo 2 metodi ... epossidico tra 2 strisce e poi riscaldarle insieme ... dendrite tra di loro e riscaldamento improvviso, raffreddamento improvviso e poi pernottamento ... Ho realizzato 2 fotogrammi come questo ed entrambi sembrano forte
5. Non dipingere il telaio perché ... 1. La vernice non si 'attacca' tecnicamente all'alluminio, niente lo fa, tranne il proprio ossido ... 2. Ridurrà enormemente la capacità di irradiare il calore dell'alluminio perché la vernice è un pessimo conduttore di calore

Analizzando Come attaccare o collegare LED da 1 Watt su dissipatore di calore a piastra in alluminio

L'unico modo legittimo per fissare i LED sulla piastra è applicare prima uno strato di vernice sull'alluminio e prima che si asciughi fissare saldamente i LED con l'orientamento richiesto e lasciare asciugare completamente l'assieme.

Un sottile strato di vernice avrà uno spessore di appena pochi micron e non impedirà al calore del LED di essere assorbito dall'alluminio, quindi va bene. Infatti la vernice garantirà uno stretto contatto della base LED con l'alluminio.

Ricorda, per i transistor normalmente usiamo un isolatore di mica mentre li montiamo sul dissipatore di calore, e questo non limita il calore dal transistor al dissipatore di calore, sebbene la mica sia un completo non conduttore di calore.

Lo stick di vernice è solo temporaneo, per un ulteriore rafforzamento puoi mettere un po 'di colla feviquick (acrabond) attorno alle basi LED per fissare i LED in modo permanente, e infine unire la serie con collegamenti a filo.

Si può infatti utilizzare direttamente una colla acrabond al posto della vernice per fissare i led sulla piastra di alluminio.

Stiamo usando l'opzione di incollaggio per qualche motivo , immagina quanto possa essere scomodo, disordinato, non allineato e dispendioso in termini di tempo se si tenta di installare il gruppo LED senza una precedente disposizione di fissaggio dei LED sulla piastra di base.