Нужно:
Алюминиевый радиатор с толстой подошвой (в моем случае 5 мм, 7 ребер 10*45 мм)
Медный стержень (жало от паяльника 100 ватт, диаметр - в моем случае немногим более 8ми мм)
В радиаторе в центре я просверлил дырку диаметром 8 мм. Стержень в моем случае был немного больше сверла, буквально на 0,1 - 0,2 мм, так что без молотка оно туда не вставлялось. Далее я отрезал от него кусок в 2 см, с одной стороны сделал фасочки и вбил его в дырку. В процессе вбивания стержень утолщался, так что чем дальше, тем тяжелее он шел. Итого торчать у меня осталось около 8 мм сверху. Торец я отполировал и приклеил СИД на эпоксидку.
Я еще не знаю что я буду использовать - отражатель или коллиматор, так что столбик я оставил повыше. По идее на радиатор можнно наклеить плату с дыркой в центре и тогда высота столбика должна быть 2-3 мм чтобы СИД можно было припаять напрямую к плате.
Отводит тепло данная конструкция нормально. Температура СИДа не превышала 50 градусов. В фонарике я возможно поставлю вентилятор (планирую сделать большой фонарь на свинцовых батареях).
[Данная ситуация наглядно показывает необходимость предварительных вычислений даже в такой, казалось бы, простой задаче, как отвод тепла от светодиода.
Действительно, получить доступ к основанию СИД весьма трудно, а к переходу - и вовсе невозможно. Давать совет использовать для замера носимый тепловизор, как стал бы делать я, лишено смысла из-за значительной стоимости таких приборов.
Вычислим температуру перехода СИД. Это можно сделать легко.
Использовалась эпоксидная смола без теплопроводного наполнителя. λ=0.1-0.2Вт*м/град, среднее значение ~0.15
Слой смолы h не подвергался давлению при склейке или вакуумированию перед ней, следовательно, в нём остались воздушные пузыри, вероятная толщина слоя ~200μм, возьмём двойной запас и уменьшим толщину вдвое - 100μм.
Площадь медного основания СИД S=32mm2, а тепловое сопротивление переход-основание Θjs=5град./Вт.
Мощность диода P=5.25W.
Тогда температура перехода будет выше температуры основания, к которому приклеен светодиод на
ΔT1=(h/(λxS)+Θjs)хP=(100/(0.15х32)+5)x5.25=135град.
Если температура воздуха равна +20град. С и ситуация развивается не в пластмассовом корпусе фонаря и на бесконечно большом радиаторе, то температура перехода 135+20=155 град. С.
Реальность требует учесть и радиатор и пластмассовый корпус и температуру среды, могущую превзойти 20 град. С.
Пусть тепловое сопротивление радиатора Θra=7град./Вт, этот радиатор уже весьма велик, едва ли имеет смысл ставить ещё больший.
Тогда Tj=155+Θrax5.25=192 град. С.
Пластмассовый корпус, окружающий радиатор со светодиодом добавит ещё 5-10С/Вт, что должно дать конечную температуру перехода 192+7.5х5.25=231 град. С.
Конечный вывод очевиден - приклейка СИД эпоксидной смолой без теплопроводящих наполнителей приведёт к сильному перегреву СИД и его быстрой деградации. ] - примеч. модератора
Алюминиевый радиатор с толстой подошвой (в моем случае 5 мм, 7 ребер 10*45 мм)
Медный стержень (жало от паяльника 100 ватт, диаметр - в моем случае немногим более 8ми мм)
В радиаторе в центре я просверлил дырку диаметром 8 мм. Стержень в моем случае был немного больше сверла, буквально на 0,1 - 0,2 мм, так что без молотка оно туда не вставлялось. Далее я отрезал от него кусок в 2 см, с одной стороны сделал фасочки и вбил его в дырку. В процессе вбивания стержень утолщался, так что чем дальше, тем тяжелее он шел. Итого торчать у меня осталось около 8 мм сверху. Торец я отполировал и приклеил СИД на эпоксидку.
Я еще не знаю что я буду использовать - отражатель или коллиматор, так что столбик я оставил повыше. По идее на радиатор можнно наклеить плату с дыркой в центре и тогда высота столбика должна быть 2-3 мм чтобы СИД можно было припаять напрямую к плате.
Отводит тепло данная конструкция нормально. Температура СИДа не превышала 50 градусов. В фонарике я возможно поставлю вентилятор (планирую сделать большой фонарь на свинцовых батареях).
[Данная ситуация наглядно показывает необходимость предварительных вычислений даже в такой, казалось бы, простой задаче, как отвод тепла от светодиода.
Действительно, получить доступ к основанию СИД весьма трудно, а к переходу - и вовсе невозможно. Давать совет использовать для замера носимый тепловизор, как стал бы делать я, лишено смысла из-за значительной стоимости таких приборов.
Вычислим температуру перехода СИД. Это можно сделать легко.
Использовалась эпоксидная смола без теплопроводного наполнителя. λ=0.1-0.2Вт*м/град, среднее значение ~0.15
Слой смолы h не подвергался давлению при склейке или вакуумированию перед ней, следовательно, в нём остались воздушные пузыри, вероятная толщина слоя ~200μм, возьмём двойной запас и уменьшим толщину вдвое - 100μм.
Площадь медного основания СИД S=32mm2, а тепловое сопротивление переход-основание Θjs=5град./Вт.
Мощность диода P=5.25W.
Тогда температура перехода будет выше температуры основания, к которому приклеен светодиод на
ΔT1=(h/(λxS)+Θjs)хP=(100/(0.15х32)+5)x5.25=135град.
Если температура воздуха равна +20град. С и ситуация развивается не в пластмассовом корпусе фонаря и на бесконечно большом радиаторе, то температура перехода 135+20=155 град. С.
Реальность требует учесть и радиатор и пластмассовый корпус и температуру среды, могущую превзойти 20 град. С.
Пусть тепловое сопротивление радиатора Θra=7град./Вт, этот радиатор уже весьма велик, едва ли имеет смысл ставить ещё больший.
Тогда Tj=155+Θrax5.25=192 град. С.
Пластмассовый корпус, окружающий радиатор со светодиодом добавит ещё 5-10С/Вт, что должно дать конечную температуру перехода 192+7.5х5.25=231 град. С.
Конечный вывод очевиден - приклейка СИД эпоксидной смолой без теплопроводящих наполнителей приведёт к сильному перегреву СИД и его быстрой деградации. ] - примеч. модератора
Последнее редактирование модератором:
