هیت سینک (Heat sin) یا گرماگیر نوعی مبدل حرارتی است که از افزایش حرارت تولیدی در المان‌های الکترونیکی نظیر لامپ ال ای دی جلوگیری می‌کند. هیت سینک ال ای دی وظیفه کنترل حرارت را برعهده داشته و بدین منظور از یک سیال استفاده می‌کند که معمولا هوای پیرامون لامپ ال ای دی است.
بدین ترتیب قطعات حساس به دما آسیب نخواهند دید و طول عمر آن‌ها تا حد قابل توجهی زیاد می‌شود. در طراحی سیستم‌های روشنایی، حرارت تولید شده بواسطه ساختار چراغ‌ها، یکی از اتفاقات گریزناپذیر است. تولیدکنندگان بوسیله آشنایی با انواع هیت سینک و چگونگی نصب صحیح آن، موجب افزایش عمر مفید سیستم خواهند شد.
در ادامه این مطلب از وبسایت فروشگاه ایران چراغ، ببشتر به اینکه هیت سینک ssd چیست؟ و کاربرد و مزایای هیت سینک فن دار و سایر انواع آن اشاره خواهیم نمود.
هیت سینک ال ای دی چیست؟
هیت سینک (Heat Sink) به معنی گرماگیر و یا خنک‌کننده است که در تولید تجهیزات مختلف جهت کاهش گرمای تولید منبع و کنترل دما استفاده می‌شود. اغلب خانواده چراغ‌ها نظیر چراغ سقفی توکار، چراغ ریلی، چراغ نما، چراغ توکار چشمی، چراغ سقفی بک لایت و ... در کنار تولید نور و روشنایی، گرما و حرارت نیز ایجاد می‌کنند. گرمای تولیدی می‌تواند به علت‌ها گوناگونی باشد.
برای مثال در لامپ‌های رشته‌ای به دلیل جریان عبوری از رشته تنگستن، این لامپ به شدت داغ می‌شود. گرماگیر قطعه‌ای است در بدنه چراغ که سبب تعدیل و دفع حرارت می‌شود.
این قطعه حرارت را توسط یک ماژول به محیط پیرامون آن انتقال می‌دهد. از این هیت سینک فن‌دار اغلب در ساختار چراغ‌های نسل جدید و LE ها استفاده می‌شود. مهم‌ترین عملکرد هیت سینک ال ای دی شرایطی برای ایجاد حداکثری پتانسیل ال ای دی‌ها است.
هرچند باتوجه به پیشرفت تکنولوژی، همچنان مقادیری از انرژی در چراغ‌ها به اشکال گوناگون اتلاف می‌شود. برای نمونه در منابع نوری دیودی هر اندازه دمای محل اتصال بیشتر گردد، مقدار نور ساطع شده یا شار نوری و طول عمر LED آن کاهش خواهد یافت و به عبارتی دچار افت نور خواهند شد.
براساس تحقیقات، افزایش هر 10 درجه گرما در محل اتصال در چراغ، سبب کاهش 30 تا 50 درصدی روشنایی می‌شود.
نقش هیت سینک در ال ای دی
باتوجه به آنکه اغلب خرابی ساختار چراغ‌ها بخصوص LED ها به علت افزایش حرارت است؛
باید دمای اتصال نیمه هادی‌ها کم نگه داشته شود. لامپ‌های LED همانند دیگر قطعات نیمه هادی در زمان عبور جریان، حرارت ایجاد می‌کند و در صورت عدم کنترل آن روی عملکرد دیود نورانی تاثیر بدی خواهد گذاشت.
این تاثیر به مرور خود را نشان می‌دهد. در طراحی قالب چراغ و در بخش سیستم حرارتی، درنظر گرفتن شرایط محیط، جریان درایور و مقاومت های حرارتی اجزا می‌بایست مورد توجه قرار گیرند. برای انتقال بیشترین حرارت به گرماگیر، از یک ماده واسط حرارتی نظیر اپوکسی یا گریس استفاده می‌شود. این مواد قادرند تمامی فضا و شکاف خالی را پر کنند؛ به صورتی که تا حد امکان از تجمع حرارتی در چراغ های ال ای دی جلوگیری شود.
باتوجه به اینکه اغلب این محصولات دارای جنس آلومینیوم هستند، نسبتا قیمت گرانی دارند و تولیدکنندگان با احتیاط زیادی از آن‌ها استفاده می‌کنند.
اما در هر حال برای افزایش طول عمر محصول، دمای کار باید در محدوده‌ی مجاز از نظر دیتاشیت فاکتورهای بکار رفته در آن تنظیم گردد؛ این خود مستلزم طراحی علمی، مناسب و محاسبات دقیق است. درصورتی که مشاهده کردید بدنه یک پرژکتور بلک لایت و هرنوع دیگر پرژکتور داغ نمی‌شود و حرارت داخل آن بواسطه هیت سینک به بیرون انتقال نمیابد، باید اطمینان داشته باشید که این پرژکتور طول عمر بالایی ندارد و به مرور دچار تغییر رنگ نور خروجی خواهد شد. اگرچه گرم شدن بدنه به تنهایی نمی‌تواند علت کافی برای خوب بودن کیفیت لامپ باشد.
ساختار هیت سینک
برای آشنایی بیشتر با نحوه عملکرد هیت سینک ال ای دی، باید ساختار آن را بشناسید. اساس کار خنک کننده، خاصیت مقاومت ویژه مواد است که به خوبی می‌تواند جایگزین مقاومت‌های مصرف کننده برای کاهش دمای مدار گردد.
گرماگیر ال ای دی از موادی ایجاد شده است که دارای حرارت خوبی هستند؛ از همین‌رو اغلب خنک کننده‌ها فلزی می‌باشند.
ساختار خنک کننده بصورتی است که کانال‌هایی در آن برای قرارگیری سیالاتی نظیر هوا یا آب تعبیه شده است و فاصله پره‌ها در آن بر طبق اصول استاندارد مشخص می‌گردد. این پره‌ها سبب جریان یافتن هوا در هیت سینک لامپ ال ای دی می‌شود و از این طریق حرارت به خوبی انتقال میابد. البته در مواردی که ولتاژ لامپ بالا است، از خمیر سیلیکون کیلویی برای دفع حرارت بهتر از Heat sink استفاده می‌شود.
مزایای هیت سینک ال ای دی
در زیر به برخی از مزایای هیت سینک LED اشاره می‌کنیم:
- جلوگیری از سوختن لامپ ال ای دی
- افزایش طول عمر قطعات
- محافظت از تجهیزات مکانیکی و الکتریکی حساس به دما
- جلوگیری از افزایش بیش از اندازه دما
- جلوگیری از تغییر رنگ و شدت نور لامپ LED در مرور زمان
انواع هیت سینک از نظر عملکرد
هیت سینک‌ها را براساس عملکرد به دو دسته فعال و غیر فعال تقسیم‌بندی می‌کنند. در هیت سینک فعال یا Active، برای انتقال حرارت از یم فن یا دمنده استفاده می‌شود. هیت سینک فن دار دارای راندمان و قیمت خوبی است.
اما هیت سینک غیرفعال یا Passive برای انتقال حرارت از فرآیند همرفتی استفاده می‌کند. بدین ترتیب که خنک کننده می‌تواند حرارت را از لامپ جذب نموده و آن را به سیال پیرامون منتقل کند. اغلب در ساختار لامپ‌های ال دی ای، از نمونه غیرفعال بدلیل عدم وجود قطعه متحرک استفاده می‌شود.
انواع هیت سینک لامپ LED از نظر ظاهر
یکی دیگر از معیارهای دسته بندی هیت سینک ال ای دی، براساس نحوه قرارگیری پره‌های آن در کنار هم است. باتوجه به چیدمان این پره‌ها، خنک کننده‌ها را به دسته‌های زیر می‌توان تقسیم نمود:
- خنک کننده پره‌ای مستقیم
- گرماگیر سوزنی
- خنک کننده خورشیدی یا گرد
- پره‌ای زاویه‌دار
- گرماگیر پروانه‌ای یا شاخ گوزنی
- ال ای دی استوانه‌ای یا سوله‌ای
انواع جنس هیت سینک کدام است؟
این قطعات معمولا از دو نوع ماده مس و آلومنیوم ساخته می‌شوند. جنس مس دارای هدایت حرارتی بالایی است و حرارت را با سرعت انتقال می‌دهد.
آلومنیوم هدایت حرارتی کمتری دارد اما وزن قطعه و هزینه را کاهش می‌دهد. باتوجه به اینکه اغلب خنک کننده‌ها آلومینیومی هستند، به نسبت گران‌تر می‌باشند.
اهمیت وجود هیت سینک داخلی در لامپ ال ای دی چیست؟
خنک کننده داخلی امکان حذف حرارت را از اجزای سازنده محصولت ال ای دی و انتقال آن به خنک کننده خارجی دارد. به این ترتیب از فسفر درون لامپ محافظت می‌شود و لامپ LED در مرور زمان کیفیت و شدت نور خود را حفظ می‌کند.