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园艺照明散热管理——冷却人造太阳

2021-07-13 儒卓力机电产品技术支持Burak Duman,机电产品高级营销经理Martin Unsold 阅读:
应该将土地用于建设住宅还是农场?这是一个艰难的选择,世界人口增长和气候变化导致越来越多的耕地消失。这就是人们需要创新的农业形式和现代化技术的原因。使用“LED太阳(LED suns)”时尤其需要有效的散热管理。

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图:pipicato/shutterstockOQPednc

在天气条件各异的不同地区,人们都需要替代的农业生产力来种植足够多的谷物、水果和蔬菜。“城市农耕(Urban farming)”包括重新利用已废置的地下隧道或掩体以及建筑物的屋顶和墙壁。然而,这些地点通常缺乏植物生长所需要的阳光,这就是LED照明系统越来越多地被用作替代光源的原因,从而也可以根据需要来种植植物。使用控制得当的光照频率,甚至可以优化植物生长,从而产出更多植物、提高良率,并减少有害物质。而且,这种方法还可以调整作物的颜色和味道。UV LED 还可以保护植物免受微生物、孢子和细菌的侵害。OQPednc

通过散热管理延长LED寿命OQPednc

LED灯比传统的卤素灯泡效率高得多,最多可使用50%的电能来产生可见光,但这意味着它们仍会以热量的形式排放大约一半的能量。随着LED灯变得越来越小,同时需要的能量越来越多,因而产生了越来越多的热输出。从长远来看,这会影响 LED灯的寿命。OQPednc

当前LED灯的使用寿命为 2,000 至 4,000 小时。过高的温度意味着它们可能会损失多达六分之一的使用寿命,因而散热管理解决方案对延长 LED灯的性能表现方面十分重要,这也可以大幅减少在运行期间进行更换和维护操作的需求。OQPednc

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LED芯片温度超过 140°C时,会大大缩短其寿命。OQPednc

定制冷却元件OQPednc

由于需要考虑的因素众多,市场上还没有现成的散热管理解决方案。客户所使用的是低功率、中功率还是高功率LED?预计达到什么温度?客户应用中有多少可用的空间?此外,噪声是影响因素之一吗?OQPednc

一般来说,市场上有有源和无源解决方案可供选择。无源解决方案包括来自 Assmann、Fischer Elektronik或3M等供应商的散热器和导热箔。有源解决方案则是风扇和鼓风机,例如Adda、Delta和Jamicon公司提供的产品。OQPednc

设计友好的散热器OQPednc

散热器产品的主要区别在于材料。如果需要有效地散发相对大量的热量,由铝制成的翅片散热器是理想的选择。由于它们具有吸引力的购买价格,因此适用于对成本敏感的应用。供应商还可以提供定制解决方案,根据散热需求精确调整其尺寸。OQPednc

塑料散热器可以传导热量,但它是电绝缘体。并且,根据塑料复合材料,还可以提供高水平的光反射。塑料可直接用作外壳,省去任何额外的冷却元件。塑料的反射率意味着光线不会损失任何亮度。塑料散热器就像铝散热器一样设计友好,但重量更轻,这使得它们特别适用于重量控制非常重要的应用。OQPednc

氮化硼是一种特别适合导热和散热的塑料,也称为“白石墨(white graphite)”。 这种具有类似石墨结构的合成材料是纯白色的电绝缘体。OQPednc

如果保持材料特性,氮化硼的散热指数高达15 W/m∙K。氮化硼的冷却填料可以设计为轻松地重新定向到任何方向,从而可以控制热量散发到垂直或者水平方向。氮化硼特别适合薄壁和复杂几何形状的设计,3M可提供与之匹配的散热器。OQPednc

无论使用何种冷却方法和材料,散热管理解决方案实际上总是定制开发的,因为散热要求和局部条件都非常具体,视乎每个项目而不同。因此,对于为手头上的应用寻找理想的散热管理解决方案的客户而言,专业技术支持变得更加重要了。OQPednc

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