Об обеспечении теплового режима светодиодного источника света

ЦЕЛЬ. Рассмотреть проблемы процесса теплопередачи в конструктивных элементах светодиодного источника света. Описать систему охлаждения светодиодного источника света с применением эквивалентной схемы и тепловых сопротивлений. Провести сравнительный анализ систем охлаждения светодиодных световых приборов. Выполнить термодинамические расчеты радиатора светового прибора с использованием компьютерных программ систем автоматического проектирования. Предложить способ улучшения свойств теплоотдачи радиатора светодиодного источника света.

МЕТОДЫ. При решении поставленных задач применялся метод ретроспективно-проспективного метаанализа, использовались компьютерные программы систем автоматического проектирования и непосредственные определения технических параметров с помощью измерительных приборов.

РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана актуальность темы, рассмотрены особенности процесса теплопередачи в конструктивных элементах светодиодного источника света. Произведены термодинамические расчеты радиатора светового прибора с использованием компьютерных программ систем автоматического проектирования КОМПАС и SolidWorks. В статье предложен способ улучшения свойств теплоотдачи радиатора светодиодного источника света.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Существует множество различных систем охлаждения, имеющие свои достоинства и недостатки. Наиболее эффективными системами охлаждения являются системы принудительного охлаждения, однако их применение влечет за собой увеличение конечной стоимости светового прибора и снижение его светоотдачи вследствие роста энергопотребления. Пассивные системы охлаждения сравнительно дешевы, однако для обеспечения эффективного охлаждения светодиодов они должны иметь достаточную площадь соприкосновения с источником теплоты, обладать хорошей теплопроводностью и теплоотдачей. В данном случае наиболее оптимальным способом улучшения свойств теплоотдачи радиатора является нанесение специального покрытия имеющего высокую теплоотдачу. Это позволит повысить эффективность охлаждения с минимальными затратами не прибегая к существенному изменению конструктивных особенностей уже имеющейся системы.

1. Мальцев А., Мальцев И. Контроль качества и надежности светодиодов по тепловому сопротивлению p-n-переход–корпус // Полупроводниковая светотехника. 2010. Т. 2. № 4. С. 40-41.

2. Ma Y., Zhang L., Zhou T., Hou C., Kang J., Yang S., Xi X., Yuan M., Huang J., Wang R., Chen H., Wang Y., Selim F.A., Li M. High quantum efficiency CE:(LU,Y)3(AL,SC)2AL3O12transparent ceramics with excellent thermal stability for high-power white LEDS/LDS // Journal of Materials Chemistry C. 2020. Т. 8. № 46. С. 16427-16435.

3. Газалов B.C., Шабаев Е.А., Блягоз A.M. Анализ теплового режима мощных светодиодов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2008. № 6. С. 36-38.

4. Хампстон Ж., Котов И. Управление тепловым режимом светодиодов: прогнозы и измерения // Полупроводниковая светотехника. 2017. Т. 2. № 46. С. 48-52.

5. Gupta G., Mema F., Hueting R.J.E. Electron-hole bilayer light-emitting device: concept and operation // Solid-State Electronics. 2020. Т. 168. С. 107726.

6. Мальцев И.А., Мальцев А.А. Измерение теплового сопротивления переход-корпус современных светодиодов в стационарном тепловом режиме // В сборнике: Проблемы и перспективы развития наукоемкого машиностроения. Международная научно-техническая конференция. 2013. С. 342-344.

7. Тукшаитов Р.Х., Алхамсс Я.Ш., Иванова В.Р., Шириев Р.Р. Обеспечение энергоресурсосбережения при питании светодиодных светильников от гальванических элементов // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2010. №11-12. С. 108-114.

8. Wang H.-M., Yao J.-S., Xue P. Light fades and life prediction of led light source // International Journal of Smart Home. 2015. Т. 9. № 11. С. 225-234.

9. Вилисов А.А., Тепляков К.В., Солдаткин В.С. Влияние конструктивных особенностей светодиодов на их тепловое сопротивление // Электронные средства и системы управления. Материалы докладов Международной научно-практической конференции. 2017. № 1-1. С. 287-289.

10. Широбокова Т.А., Чепкасова М.А. Тепловая модель светодиодного источника света // Инновации в сельском хозяйстве. 2018. № 3 (28). С. 128-133.

11. Тукшаитов Р.Х., Роженцова Н.В., Денисова А.Р. Исследование работоспособности и качества функционирования светодиодных осветительных элементов электротехнических систем при предельно допустимой температуре окружающей среды // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2021. Т. 23. № 4. С. 96-104.

12. Мальцев А.А., Корякин И.Д. Измерение теплового сопротивления переходкорпус smd светодиодов при жидкостном охлаждении //В сборнике: Новые технологии, материалы и оборудование российской авиакосмической отрасли. Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Материалы докладов. 2018. С. 54-56.

13. Севрук Д.А., Лебедев К.Н. Исследование влияния напряжения питания на температуру и световой поток фитосветодиодного модуля 6040-А2525(А) // Агротехника и энергообеспечение. 2019. № 1 (22). С. 79-85.

14. Тукшаитов Р.Х., Шириев Р.Р. Типовые и филаментные светодиодные лампы. Каким образом можно оперативно оценить их качество. Часть 2. // Полупроводниковая светотехника, 2018, №5. С. 24-27.

15. Hao R., Ge A., Tao X., Liu Y., Zhao B., Yang E. Optical design of a high-mast luminaire based on four cob led light source modules // Lighting Research and Technology. 2019. Т. 51. № 3. С. 447-456.

16. Борисов А.Н., Шириев Р.Р. Светодиодный источник света с повышенной светоотдачей // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2019. Т. 21. № 1-2. С. 111-119.