LED 방열판 이해하기: 최적 성능을 위한 필수 요소

LED PCB 조명을 다루신다면 LED 방열판을 접해보셨을 겁니다. 그렇지 않더라도 걱정하지 마세요. 이 기사가 도움이 될 것입니다.

우선, 방열판은 LED 조명의 필수적인 부분입니다. 방열판이 LED 광원에서 외부 요소로 열이 도달할 경로를 제공하기 때문입니다.

아직 읽고 계신가요?

그렇다면 한 가지 의미입니다: 이 주제를 완벽하게 이해하고 싶으시다는 뜻입니다.

그렇다면 계속 읽어주세요. 방열판의 중요성, LED 조명에 어떻게 도움이 되는지 등 다양한 내용을 다룰 것입니다.

LED 방열판이란?

LED 조명기구에서 방열판은 열 트랙의 가장 중요한 부분입니다. 열교환기라고도 부릅니다. LED 모듈이 생성하는 열에너지를 흡수하기 때문입니다.

이후 주변 공기로 에너지를 분산시킵니다. 그렇게 함으로써 LED의 온도를 조절합니다.

왜 LED 조명에 방열판이 필요할까요?

LED를 만지면 온도가 차갑습니다. 하지만 LED 내부에는 많은 원치 않는 열이 있습니다.

LED가 어떻게 내부에서 많은 원치 않는 열을 생성할까요? 이는 빛을 생성하는 반도체의 비효율성 때문입니다. 즉, LED는 입력 전력의 약 60~95%를 손실합니다.

이 정도의 내부 열을 어떻게 처리할까요?

간단합니다. 효과적인 열 관리 덕분에 좋은 LED 방열판으로 열을 제거할 수 있습니다.

방열판은 3가지 방식으로 에너지를 분산시킵니다: 복사, 전도, 대류.

복사는 서로 다른 온도의 두 물체 간 열복사로 열을 전달하는 것입니다.

대류는 고체에서 이동하는 액체로 열이 이동하는 것입니다.

전도는 한 고체에서 다른 고체로 열이 이동하는 것입니다. 요약하자면, 방열판을 사용하면 LED 조명이 오랫동안 우수한 성능을 발휘합니다.

방열판 재료

알루미늄 합금이나 구리가 방열판 제작에 가장 흔히 사용되는 재료입니다. 하지만 알루미늄이 구리보다 세 가지 주요 이유로 더 흔합니다. 내식성이 높고, 열전도율이 꽤 높으며, 비용 효율적이기 때문입니다.

높은 수준의 열전도율이 필요할 때 구리 합금이 적용됩니다.

MCPCB: LED 방열판에 어떻게 도움이 될까?

LED를 자세히 살펴보면 한 가지를 알 수 있습니다. 베어 이미터 같은 릴이 있습니다. 그리고 릴은 보통 투명한 수지로 둘러싸여 있습니다.

이게 무슨 뜻일까요?

간단합니다. LED는 열전도체가 부족합니다. 그래서 가장 좋은 방법은 LED를 알루미늄 베이스 위에 놓는 것입니다.

그렇게 하면 방열판 역할을 합니다. 즉, MCPCB는 열전도성을 향상시키는 회로 기판의 주요 부분입니다.

LED 방열판 계산기

아래 공식을 사용하여 방열판을 계산할 수 있습니다:

θs = (Tj - Ta) - θjc - θb
─────────────────
     Pd

θs는 계산하려는 대상입니다. 방열판의 열저항을 나타냅니다. θjc는 LED COB 모듈의 열저항을 의미하며 데이터시트에서 얻을 수 있습니다. θb는 방열판과 LED 케이스 사이의 열저항을 나타냅니다.

방정식에서 Tj는 최대 접합 온도입니다. 값은 보통 LED 데이터시트에 있습니다. 90% 미만이어야 합니다.

Ta는 LED 방열판 주변 공기의 온도를 나타냅니다. 매립형 천장 조명으로 작업하는 경우 50~55°C에 가까울 수 있습니다. 하지만 개방형 마운트 스포트라이트의 경우 30°C를 예상해야 합니다.

Pd는 LED 모듈에서 분산된 전력입니다. 값은 80%로 추정할 수 있습니다.

계산 후 θs의 값 또는 범위를 얻게 됩니다. 이 값으로 이상적인 방열판에 대한 좋은 결정을 내릴 수 있습니다.

LED 방열판 하우징

LED 방열판 하우징은 보통 LED에 맞게 제작됩니다. 다양한 크기와 디자인으로 제공됩니다. 베이스 부분에 중앙 홀이 있습니다. 홀은 전기 나사와 와이어 리드를 위한 것입니다. 또한 하우징을 사용하면 다양한 구성 요소를 조립할 수 있습니다.

LED 방열판을 어떻게 장착하나요?

먼저 알루미늄 방열판의 패드를 얇게 만들어야 합니다. 그렇게 하면 LED를 장착할 수 있습니다. 이때 얇은 게이지 솔더를 사용하세요.

그런 다음 접점을 패드에 정렬하여 개별적으로 납땜합니다. 하지만 납땜 전에 접점이 제대로 정렬되었는지 확인하세요. 이후 멀티미터로 연결을 확인하세요. 그렇게 하면 극성을 확인할 수 있습니다.

자주 묻는 질문

30W LED COB 벌브 칩에 방열판을 어떻게 적용하나요?

이를 달성하려면 LED 방열판 공식을 적용하세요:

θs = (Tj - Ta) - θjc - θb
─────────────────
     Pd

방열판이 몇 개 필요할까요?

필요한 방열판의 수는 프로젝트 크기에 전적으로 달려 있습니다.

방열판 냉각의 대안이 있나요?

시도해 볼 수 있는 또 다른 옵션은 치약입니다. 하지만 장기적인 해결책으로는 적합하지 않습니다.

열이 LED 조명에 나쁜가요?

현실적으로 LED 조명 출력은 서늘한 환경에서 높습니다. 하지만 온도가 높으면 출력이 낮아집니다. 따라서 LED 조명을 더 시원한 온도나 환경에 두는 것이 이상적입니다.

마무리

LED 방열판에 대한 글을 즐겁게 읽으셨기를 바랍니다. 이제 그것이 무엇인지, 왜 중요한지 명확히 이해하셨을 겁니다. 계산기를 활용하여 사용할 이상적인 방열판을 알아보세요. 이 주제에서 빠뜨린 게 있을까요? 제안 사항이 있으신가요? 잊지 말고 연락 주세요.