No Image

Самому водяное охлаждение мощных светодиодов

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
21 января 2020

Как то была мысль поставить себе в ПТФ ксенон, но друг отговорил и предложил поставить светодиоды, мощностью в 10Вт. Так как светодиоды сами не способны рассеять тепло, а поставить радиатор вызвало множество проблем, было решено сделать для них водоблоки, ну и собственно запилить водное охлаждение.

Первым делом мы определили размер водоблоков и купили подходящие трубы размером 42мм и 10мм.

После этого отрезали кусок трубы, и сделали из него пластину.

Из неё мы вырезали круги и спаяли 1 водоблок.

Затем сделали ещё один. Чтобы прокачивать жидкость нужна помпа, мы решили сделать её из большой трубы. Разметили, вырезали, спаяли. Двигателем послужил мотор от вентилятора блока питания компа. Сделали площадку с лопастями и прикрепили её к моторчику. Излишки меди подровняли маленькой фрезой.

Как только всё высохло, провели испытания, всё работает!

С пайкой мы закончили. Закрепить водоблоки в туманках было решено на монтажную пену.

Как только пена высохла, срезали излишки, покрасили и закрепили светодиоды. по ходу сборки было решено поставить по 2 штуки на каждую туманку.

Дальше начались паяльные работы. чтобы светодиоды не сгорели от высокого напряжения сети, было решено поставить стабилизаторы на 10 вольт и 1,5 ампера. Всё это дело спаяли, посадили на термоусадку и хамутики.

Дело осталось за малым, всё это закрепить на бампере. Проблем это не составило, прикинули, отрезали, закрепили, везде поставили хомуты.

Подцепили провода, и вуаля всё работает. после этого наполнили систему тосолом и закрепили бампер обратно.

После этого поехали испытывать. Светит очень хорошо, особенно высвечивает обочину. Результатом очень доволен!

Если перевести всё в цифры то получается:
поставили 4 светодиода по 10Вт которые дают световой поток в 900 люменов каждый итого 3600 люменов.
для сравнения, обычная лампа Ильича номиналом 100Вт дает световой поток всего 300 люменов, что в 3 раза меньше чем светодиод (который всего 10Вт).
Температура светодиодов 6000 К. чисто белый свет без желтезны или голубезны.
Всем спасибо за внимание, надеюсь было интересно прочитать!

Как то была мысль поставить себе в ПТФ ксенон, но друг отговорил и предложил поставить светодиоды, мощностью в 10Вт. Так как светодиоды сами не способны рассеять тепло, а поставить радиатор вызвало множество проблем, было решено сделать для них водоблоки, ну и собственно запилить водное охлаждение.

Первым делом мы определили размер водоблоков и купили подходящие трубы размером 42мм и 10мм.

После этого отрезали кусок трубы, и сделали из него пластину.

Из неё мы вырезали круги и спаяли 1 водоблок.

Затем сделали ещё один. Чтобы прокачивать жидкость нужна помпа, мы решили сделать её из большой трубы. Разметили, вырезали, спаяли. Двигателем послужил мотор от вентилятора блока питания компа. Сделали площадку с лопастями и прикрепили её к моторчику. Излишки меди подровняли маленькой фрезой.

Читайте также:  Рецепт сосиски в лаваше на сковороде

Как только всё высохло, провели испытания, всё работает!

С пайкой мы закончили. Закрепить водоблоки в туманках было решено на монтажную пену.

Как только пена высохла, срезали излишки, покрасили и закрепили светодиоды. по ходу сборки было решено поставить по 2 штуки на каждую туманку.

Дальше начались паяльные работы. чтобы светодиоды не сгорели от высокого напряжения сети, было решено поставить стабилизаторы на 10 вольт и 1,5 ампера. Всё это дело спаяли, посадили на термоусадку и хамутики.

Дело осталось за малым, всё это закрепить на бампере. Проблем это не составило, прикинули, отрезали, закрепили, везде поставили хомуты.

Подцепили провода, и вуаля всё работает. после этого наполнили систему тосолом и закрепили бампер обратно.

После этого поехали испытывать. Светит очень хорошо, особенно высвечивает обочину. Результатом очень доволен!

Если перевести всё в цифры то получается:
поставили 4 светодиода по 10Вт которые дают световой поток в 900 люменов каждый итого 3600 люменов.
для сравнения, обычная лампа Ильича номиналом 100Вт дает световой поток всего 300 люменов, что в 3 раза меньше чем светодиод (который всего 10Вт).
Температура светодиодов 6000 К. чисто белый свет без желтезны или голубезны.
Всем спасибо за внимание, надеюсь было интересно прочитать!

Светодиоды считаются одним из наиболее эффективных источников света, их световой поток доходит до фантастических значений, порядка 100 Лм/Вт. Люминесцентные лампы выдают в два раза меньше, а именно 50-70 Лм/Вт. Однако для долгой работы светодиода нужно выдерживать их тепловые режимы. Для этого применяются фирменные или самодельные радиаторы для светодиодов.

Зачем диодам нужно охлаждение?

Несмотря на высокие показатели светоотдачи светодиоды излучают света примерно на треть потребляемой мощности, а остальное выделяется в тепло. Если диод перегревается структура его кристалла нарушается, начинает деградировать, световой поток снижается, а степень нагрева лавинообразно увеличивается.

Причины перегрева светодиодов:

  • Слишком большой ток;
  • плохая стабилизация питающего напряжения;
  • плохое охлаждение.

Первые две причины решаются применением качественного источника питания для светодиодов. Такие источники часто называют драйвер для светодиода. Их особенность заключается не в стабилизации напряжения, а именно в стабилизации выходного тока.

Дело в том, что при перегреве сопротивление светодиода снижается и ток, протекающий через него, возрастает. Если в качестве блока питания использовать стабилизатор напряжения – процесс получится лавинообразным: больше нагрев – больше ток, а больший ток – это больший нагрев и так по кругу.

Стабилизируя ток, вы отчасти стабилизируете и температуру кристалла. Третья причина – это плохое охлаждение для светодиодов. Рассмотрим этот вопрос подробнее.

Решаем проблему охлаждения

Маломощные светодиоды, например: 3528, 5050 и им подобные отдают тепло за счёт своих контактов, да и мощность у таких экземпляров гораздо меньше. Когда мощность прибора возрастает, появляется вопрос отвода лишнего тепла. Для этого применяют системы пассивного или активного охлаждения.

Читайте также:  Реле регулятор напряжения газ

Пассивное охлаждение – это обычный радиатор, выполненный из меди или алюминия. О преимуществах материалов для охлаждения ходят споры. Достоинством такого типа охлаждение является – отсутствие шума и практически полное отсутствие необходимости его обслуживания.

Установка LED с пассивным охлаждением в точечный светильник

Активная система охлаждения – это способ охлаждения с применением внешней силы для улучшения отвода тепла. В качестве простейшей системы можно рассмотреть связку радиатор + кулер. Преимуществом является то, что такая система может быть значительно компактнее чем пассивная, до 10 раз. Недостатком — шум от кулера и необходимость его смазки.

Как подобрать радиатор?

Расчет радиатора для светодиода процесс не совсем простой, тем более для начинающего. Для его выполнения нужно знать тепловое сопротивление кристалла, а также перехода кристалл-подложка, подложка-радиатор, радиатор-воздух. Чтобы упростить решение многие пользуются соотношением 20-30 см 2 /Вт.

Это значит, что на каждый ватт LED света нужно использовать радиатор площадью порядка 30 см 2 .

Естественно, такое решение не является уникальным. Если ваша осветительная конструкция будет использоваться в подвальном прохладном помещении можно взять меньшую площадь, но при этом убедитесь, что температура светодиода в пределах нормы.

Предыдущие поколения LED комфортно чувствовали себя при температуре кристалла 50-70 градусов, новые светодиоды могут переноситьтемпературу до 100 градусов. Проще всего определить – прикоснуться рукой, если рука едва терпит – всё в порядке, а если кристалл может вас обжечь – принимайте решение для улучшения условий его работы.

Считаем площадь

Допустим мы имеем светильник мощностью 3Вт. Площадь радиатора для светодиода 3Вт, согласно описанному выше правилу будет равна 70-100см 2 . С первого взгляда может показаться большой.

Но рассмотрим расчет площади радиатора для светодиода. Для плоского пластинчатого радиатора площадь считается:

a * b * 2 = S

Где a, b – длины сторон пластины, S – полная площадь радиатора.

Откуда взялся коэффициент 2? Дело в том, что у такого радиатора две стороны и они равносильно отдают тепло окружающей среде, поэтому полная полезная площадь радиатора равна площади каждой из его сторон. Т.е. в нашем случае нужна пластина с размерами сторон 5*10см.

Для ребристого радиатора полная площадь равна – площади основания и площадям каждого из рёбер.

Охлаждение своими руками

Простейшим примером радиатора будет «солнышко», вырезанное из жести или листа алюминия. Такой радиатор может охладить 1-3Вт светодиодов. Скрутив два таких листа между собой через термопасту, можно увеличить площадь теплоотдачи.

Это банальный радиатор из подручных средств, он получается довольно тонким и использовать его для более серьёзных светильников нельзя.

Сделать своими руками радиатор для светодиода на 10W таким образом будет невозможно. Поэтому можно применить для таких мощных источников света радиатор от центрального процессора компьютера.

Читайте также:  Рябина кислая или сладкая

Если если оставить кулер, активное охлаждение светодиодов позволит использовать и более мощные LED. Такое решение создаст дополнительный шум от вентилятора и потребует дополнительного питания, плюс периодическое ТО кулера.

Площадь радиатора для 10Вт светодиода будет довольно большой – порядка 300см 2 . Хорошим решением будет использование готовых алюминиевых изделий. В строительном или хозяйственном магазине вы можете приобрести алюминиевый профиль и использовать его для охлаждения мощных светодиодов.

Сделав сборку нужной площади из таких профилей, вы можете получить неплохое охлождение, не забудьте все стыки промазать хотя бы тонким слоем термопасты. Стоит сказать, что есть специальный профиль для охлаждения, который выпускается промышленно самых разнообразных видов.

Если у вас нет возможности сделать радиатор охлаждения светодиодов своими руками вы можете поискать подходящие экземпляры в старой электронной аппаратуре, даже в компьютере. На материнской плате расположены несколько. Они нужны для охлаждения чипсетов и силовых ключей цепей питания. Отличный пример такого решения изображен на фото ниже. Их площадь обычно от 20 до 60см 2 . Что позволяет охлаждать светодиод мощностью 1-3 Вт.

Еще один интересный вариант изготовления радиатора из листов алюминия. Такой метод позволит набрать практически любую необходимую площадь охлаждения. Смотрим видео:

Как закрепить светодиод

Существует два основных способа крепления, рассмотрим оба из них.

Первый способ – это механический. Он заключается в том, чтобы прикрутить светодиод саморезами или другим крепежом к радиатору, для этого нужна специальная подложка типа «звезда» (см. star). К ней припаивается диод, предварительно смазанный термопастой.

На «пузе» у светодиода есть специальный контактный пятачок диаметром как сигарета типа slim. После чего к этой подложке припаиваются питающие провода, и она прикручивается к радиатору. Некоторые светодиоды поступают в продажу уже закреплённые на переходной пластине, как на фото.

Второй способ – это клеевой. Он пригоден как и для монтажа через пластину, так и без неё. Но метал к металлу крепить не всегда получается, чем приклеить светодиод к радиатору? Для этого нужно приобрести специальный термопроводящий клей. Он может встречаться как в хозяйственной, так и в магазине радиодеталей.

Выглядит результат такого крепления следующим образом.

Выводы

Как вы могли убедится радиатор для светодиода можно найти как в магазине, так и порывшись в своих старых приборах, или просто в залежах всяких мелочей. Не обязательно использовать специальное охлаждение.

Площадь радиатора зависит от ряда условий, таких как влажность, температура окружающего воздуха и материал радиатора, но при бытовом решении ими пренебрегают.

Всегда уделяйте особое внимание проверке тепловых режимов ваших устройств. Таким образом вы обеспечите их надёжность и долговечность. Можно определять температуру рукой, но лучше приобретите мультиметр с возможностью её измерения.

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
Adblock detector