Usando dissipador de calor de tira de alumínio para LEDs de alta potência em vez de PCB

Sempre que nos deparamos com LEDs de 1 watt ou outros LEDs de watt mais alto, somos sempre aconselhados a usar dissipadores de calor à base de alumínio de alto grau para proteger os LEDs do calor e para obter um desempenho ideal deles.

PCB de lado duplo pode ser caro

No entanto, como todos sabemos, tais PCBs são muito caros e podem estar fora do alcance de novos entusiastas. Usar uma tira de alumínio comum como dissipador de calor em vez de uma placa de circuito impresso parece ser uma saída fácil, vamos aprender mais.

LEDs brancos do tipo 1 Watt, 350 mA tornaram-se imensamente populares hoje em dia e estão sendo usados ​​fundamentalmente para todos os tipos de aplicações de luz LED de alto watt.

Esses LEDs se tornaram particularmente úteis, uma vez que podem ser configurados discretamente para acertar desde a lâmpada LED básica de 1 watt até a massiva Holofote LED de 1000 watts sistemas simplesmente adicionando o número relevante de LEDs no painel.

Embora tudo pareça bastante decente e simples com a construção dessas luzes de alta eficiência usando esses dispositivos, a quantidade extrema de calor envolvida se torna o maior obstáculo, especialmente quando é testada por um amador comum.

Este problema exige o emprego de um dissipador de calor adequadamente dimensionado com esses LEDs, no entanto, uma vez que esses LEDs são pequenos e não têm recurso de aparafusamento disponível, conectar o dissipador de calor diretamente com eles torna-se impossível e incorporar dissipador de calor à base de alumínio se torna a única opção disponível.

Os dissipadores de calor de PCB de base de alumínio são PCBs extremamente sofisticados que requerem um processo de fabricação de ponta e, portanto, são muito caros. Além disso, projetar o layout de PCB de acordo com os requisitos torna o processo ainda mais caro.

A cabine PCB deve ser evitada

No entanto, esses PCBa podem ser evitados simplesmente empregando uma técnica simples, conforme explicado na seção a seguir:

Com LEds de alto watt, os únicos problemas são: permitir a dissipação rápida do calor do LED para o ar e encontrar uma solução apropriada para prender os LEDs sobre uma placa de alumínio sem causar curto-circuito na placa.

Um método é pintar o alumínio com uma espessa camada de tinta a óleo de boa qualidade (branca) sobre a área onde o LED precisa ser alinhado e preencher os LEDs de acordo com o layout em série / paralelo diretamente sobre a tinta úmida e permitir a montagem secar completamente.

Como colar os LEDs na tira de alumínio

Pressionar os LEDs com força sobre a tinta úmida quase produzirá um contato direto dos LEDs com a superfície de alumínio.

A aplicação de tinta serve apenas para permitir um aperto temporário dos LEDs sobre a placa. Assim que a tinta secar os LEDs devem ser reforçados com cola epóxi para que a aderência fique mais firme.

Você pode riscar a área levemente sobre o alumínio de modo que a cola 'pique' na superfície e produza uma boa aderência em todo o conjunto.

Depois disso, os LEDs podem ser ligados soldando pequenos pedaços de cobre para formar o circuito pretendido. A pintura subjacente atuaria como um isolamento e evitaria o curto-circuito dos cabos com o alumínio inferior.

Reforço com cola epóxi

Por fim, todo o conjunto pode ser reforçado com cola epóxi, pois a adesão da tinta pode ser insuficiente para manter os LEDs no lugar para sempre.

Como alternativa, a cola epóxi pode ser usada diretamente para fixar os LEDs sobre a placa de alumínio e conectar os terminais de LED de acordo com a orientação correta do layout após o endurecimento do epóxi.

No entanto, neste caso, deve-se ter o cuidado de manter os condutores do LED bem acima da base de alumínio ou, para melhor segurança, pequenos pedaços de plástico ou papel cartão podem ser colocados entre os pequenos espaços existentes.

Os métodos discutidos acima de usar uma placa de alumínio como dissipador de calor para a montagem de módulos de LED de 1 watt podem ser na verdade muito mais eficazes do que usar a PCB baseada em alumínio recomendada devido ao contato direto envolvido com a placa de alumínio de base real, resultando em um calor eficiente dissipação.

De preferência, uma placa calibrada fina deve ser selecionada, porque um material mais fino permitirá uma extração e dissipação mais rápida do calor.

Usando um limitador de corrente

Mesmo que os procedimentos acima possam parecer rápidos e eficazes, é estritamente recomendado ter um circuito limitador de corrente adicionado entre a fonte de alimentação e os LEDs, conforme discutido neste artigo.

Além disso, lembre-se de adicionar resistores entre cada string de LED para garantir a distribuição uniforme de corrente entre os canais.

A imagem a seguir mostra um exemplo clássico do uso de uma placa de alumínio comum como dissipador de calor para um conjunto de LED de alta potência em grupo para fazer uma lâmpada tubular de LED.

Imagem cedida por: Debabrata Mandal

Algumas sugestões importantes do Sr. Debabrata

1. O composto do dissipador de calor foi aplicado entre o led e seu dissipador de calor
2. O composto do dissipador de calor foi aplicado entre o dissipador de calor e a moldura de alumínio
3. A cola epóxi NÃO adere na estrutura de alumínio como tal (nada adere). Então, depois que todos os LEDs são colocados na moldura com epóxi, a moldura deve ser aquecida por trás para que o calor da moldura derreta o epóxi e então apenas o alumínio e o epóxi irão aderir ... o aquecimento deve ser feito em estágios e durante este processo de aquecimento, deve-se ter certeza de que o epóxi está realmente derretendo, pois o epóxi não derrete instantaneamente, mas gradualmente, portanto, aquece em estágios
4. Para colar várias tiras juntas, há novamente 2 métodos ... epóxi entre 2 tiras e aquecê-las juntas ... dendrito entre elas e aquecimento repentino e resfriamento repentino e pernoite ... Fiz 2 quadros como este e ambos parecem Forte
5. Não pintar a moldura, causa ... 1. A tinta não 'gruda' tecnicamente no alumínio, nada, exceto seu próprio óxido ... 2. Diminuirá enormemente a capacidade de irradiação de calor do alumínio, pois a tinta é um péssimo condutor de calor

Analisando Como colar ou prender LEDs de 1 watt no dissipador de calor com placa de alumínio

A única forma legítima de fixar os LEDs na placa é primeiro aplicando uma camada de tinta no alumínio e, antes de secar, fixe os LEDs firmemente com a orientação necessária e deixe o conjunto secar completamente.

Uma camada fina de tinta dificilmente terá alguns mícrons de espessura e não impedirá que o calor do LED seja absorvido pelo alumínio, então está tudo bem. Na verdade, a pintura irá garantir um contato firme da base do LED com o alumínio.

Lembre-se, para transistores, normalmente usamos um isolador de mica ao montá-los no dissipador de calor, e isso não restringe o calor do transistor para o dissipador de calor, embora a mica seja um não condutor de calor completo.

O bastão é apenas temporário, para um maior fortalecimento pode-se colocar um pouco de cola feviquick (acrabond) ao redor das bases dos LEDs para fixar os LEDs de forma permanente e, por fim, unir a série com arames.

Na verdade, uma cola acrabond pode ser usada diretamente em vez de tinta para fixar os LEDs na placa de alumínio.

Estamos usando a opção de colagem por algum motivo , imagine o quão desconfortável, confuso, desalinhado e demorado pode ser se você tentar instalar o conjunto de LEDs sem um arranjo prévio de fixação dos LEDs na placa de base.