Actualmente, o maior problema técnico daIluminação LEDé a dissipação de calor. A má dissipação de calor fez com que a fonte de alimentação de acionamento de LED e o capacitor eletrolítico se tornassem o atalho para o desenvolvimento da iluminação LED e a razão para o envelhecimento prematuro da fonte de luz LED.

No esquema de iluminação que utiliza fontes de luz LED BT, devido à fonte de luz LED operar em baixa tensão (VF=3,2V) e alta corrente (IF=300-700mA), a geração de calor é severa. As luminárias tradicionais têm espaço limitado e pequenos dissipadores de calor são difíceis de exportar calor rapidamente. Apesar da adoção de diversos esquemas de refrigeração, os resultados não foram satisfatórios, tornando-se um problema insolúvel paraDispositivos de iluminação LED. Estamos sempre nos esforçando para encontrar materiais de dissipação de calor de baixo custo, fáceis de usar e com boa condutividade térmica.

Atualmente, cerca de 30% da energia elétrica das fontes de luz LED é convertida em energia luminosa após serem ligadas, enquanto o restante é convertido em energia térmica. Portanto, exportar tanta energia térmica o mais rápido possível é uma tecnologia chave no projeto estrutural de luminárias LED. A energia térmica precisa ser dissipada por meio de condução térmica, convecção e radiação. Somente exportando o calor o mais rápido possível a temperatura da cavidade dentro doLâmpada LEDser efetivamente reduzido, a fonte de alimentação ser protegida contra o trabalho em um ambiente de alta temperatura duradouro e o envelhecimento prematuro da fonte de luz LED causado pela operação de longo prazo em alta temperatura ser evitado.

Métodos de dissipação de calor para luminárias LED

Como as fontes de luz LED não possuem radiação infravermelha ou ultravioleta, elas não possuem função de dissipação de calor radiativo. O caminho de dissipação de calor das luminárias LED só pode ser obtido através de dissipadores de calor estreitamente combinados com placas de LED. O radiador deve ter as funções de condução de calor, convecção de calor e radiação de calor.

Qualquer radiador, além de poder transferir rapidamente o calor da fonte de calor para a superfície do radiador, depende principalmente da convecção e da radiação para dissipar o calor no ar. A condução de calor resolve apenas o caminho da transferência de calor, enquanto a convecção térmica é a principal função de um radiador. O desempenho de dissipação de calor é determinado principalmente pela área de dissipação de calor, forma e intensidade de convecção natural, enquanto a radiação térmica é apenas uma função auxiliar.

De um modo geral, se a distância da fonte de calor à superfície do radiador for inferior a 5 mm, desde que a condutividade térmica do material seja superior a 5, o seu calor pode ser exportado, e a dissipação de calor restante deve ser dominada pela convecção térmica .

A maioria das fontes de iluminação LED ainda usa esferas de LED de baixa tensão (VF = 3,2 V) e alta corrente (IF = 200-700 mA). Devido ao alto calor durante a operação, devem ser utilizadas ligas de alumínio com alta condutividade térmica. Normalmente existem radiadores de alumínio fundido, radiadores de alumínio extrudado e radiadores de alumínio estampado. O radiador de alumínio fundido é uma tecnologia para peças de fundição sob pressão, que envolve despejar liga de alumínio, zinco e cobre líquido na porta de alimentação da máquina de fundição sob pressão e, em seguida, fundi-la em um molde pré-projetado com um formato predeterminado.

Radiador em alumínio fundido

O custo de produção é controlável e a asa de dissipação de calor não pode ser fina, dificultando a maximização da área de dissipação de calor. Os materiais de fundição comumente usados ​​para radiadores de lâmpadas LED são ADC10 e ADC12.

Radiador de alumínio extrudado

O alumínio líquido é extrudado através de um molde fixo e, em seguida, a barra é usinada e cortada no formato desejado do dissipador de calor, resultando em custos de processamento mais elevados na fase posterior. A asa de dissipação de calor pode ser muito fina, com expansão máxima da área de dissipação de calor. Quando a asa de dissipação de calor funciona, ela forma automaticamente convecção de ar para difundir o calor e o efeito de dissipação de calor é bom. Os materiais comumente usados ​​são AL6061 e AL6063.

Radiador de alumínio estampado

É o processo de estampagem e levantamento de placas de liga de aço e alumínio através de um punção e molde para criar um radiador em forma de copo. O radiador estampado possui circunferência interna e externa lisa, e a área de dissipação de calor é limitada devido à falta de asas. Os materiais de liga de alumínio comumente usados ​​são 5052, 6061 e 6063. As peças estampadas têm baixa qualidade e alta utilização de material, o que as torna uma solução de baixo custo.

A condutividade térmica dos radiadores de liga de alumínio é ideal e adequada para fontes de alimentação de corrente constante com interruptor isolado. Para fontes de alimentação de corrente constante com chave não isolante, é necessário isolar fontes de alimentação CA e CC, de alta e baixa tensão por meio do projeto estrutural das luminárias para obter a certificação CE ou UL.

Radiador de alumínio revestido de plástico

É um dissipador de calor com um invólucro de plástico condutor térmico e um núcleo de alumínio. O núcleo de dissipação de calor de plástico condutor térmico e alumínio é formado de uma só vez em uma máquina de moldagem por injeção, e o núcleo de dissipação de calor de alumínio é usado como uma peça embutida que requer processamento pré-mecânico. O calor dos grânulos da lâmpada LED é rapidamente transferido para o plástico condutor térmico através do núcleo de dissipação de calor de alumínio. O plástico condutor térmico usa suas múltiplas asas para formar a dissipação de calor por convecção de ar e usa sua superfície para irradiar parte do calor.

Os radiadores de alumínio revestidos de plástico geralmente usam as cores originais do plástico condutor térmico, branco e preto. Os radiadores de alumínio revestidos de plástico plástico preto têm um melhor efeito de radiação e dissipação de calor. O plástico condutor térmico é um tipo de material termoplástico. A fluidez, densidade, tenacidade e resistência do material são fáceis de serem moldados por injeção. Possui boa resistência a ciclos de choque frio e quente e excelente desempenho de isolamento. O coeficiente de radiação do plástico condutor térmico é superior ao dos materiais metálicos comuns

A densidade do plástico condutor térmico é 40% menor que a do alumínio fundido e da cerâmica, e para radiadores do mesmo formato, o peso do alumínio revestido de plástico pode ser reduzido em quase um terço; Comparado com todos os radiadores de alumínio, o custo de processamento é baixo, o ciclo de processamento é curto e a temperatura de processamento é baixa; O produto acabado não é frágil; A própria máquina de moldagem por injeção do cliente pode ser usada para design de aparência diferenciada e produção de luminárias. O radiador de alumínio revestido de plástico tem bom desempenho de isolamento e é fácil de passar pelos regulamentos de segurança.

Radiador de plástico de alta condutividade térmica

Radiadores de plástico de alta condutividade térmica desenvolveram-se rapidamente recentemente. Os radiadores de plástico de alta condutividade térmica são todos radiadores de plástico, com uma condutividade térmica várias dezenas de vezes maior que os plásticos comuns, atingindo 2-9w/mk, e excelentes capacidades de condução de calor e radiação; Um novo tipo de material de isolamento e dissipação de calor que pode ser aplicado em diversas lâmpadas de potência, podendo ser amplamente utilizado em diversas lâmpadas LED variando de 1W a 200W.

O plástico de alta condutividade térmica pode suportar tensões de até 6.000 V CA, tornando-o adequado para o uso de fontes de alimentação de corrente constante com interruptor não isolante e fontes de alimentação de corrente constante linear de alta tensão com HVLED. Torne este tipo de luminária LED fácil de passar por regulamentos de segurança rígidos, como CE, TUV, UL, etc. O HVLED opera em alta tensão (VF=35-280VDC) e baixa corrente (IF=20-60mA), o que reduz o aquecimento da placa de cordão HVLED. Radiadores de plástico de alta condutividade térmica podem ser usados ​​com máquinas tradicionais de moldagem por injeção e extrusão.

Uma vez formado, o produto acabado apresenta alta suavidade. Melhorando significativamente a produtividade, com alta flexibilidade no design de estilo, pode aproveitar totalmente a filosofia de design do designer. O radiador plástico de alta condutividade térmica é feito de polimerização PLA (amido de milho), totalmente degradável, livre de resíduos e livre de poluição química. O processo de produção não tem poluição por metais pesados, nem esgoto, nem gases de exaustão, atendendo aos requisitos ambientais globais.

As moléculas de PLA dentro do corpo plástico de dissipação de calor de alta condutividade térmica são densamente embaladas com íons metálicos em nanoescala, que podem se mover rapidamente em altas temperaturas e aumentar a energia da radiação térmica. Sua vitalidade é superior à dos corpos de dissipação de calor de material metálico. O radiador de plástico de alta condutividade térmica é resistente a altas temperaturas e não quebra ou deforma por cinco horas a 150 ℃. Com a aplicação do esquema de acionamento IC de corrente constante linear de alta tensão, ele não precisa de capacitor eletrolítico e grande indutância, melhorando muito a vida útil de toda a lâmpada LED. O esquema de fonte de alimentação não isolado apresenta alta eficiência e baixo custo. Especialmente adequado para aplicação de tubos fluorescentes e lâmpadas industriais e de mineração de alta potência.

Radiadores de plástico de alta condutividade térmica podem ser projetados com muitas aletas de dissipação de calor de precisão, que podem ser muito finas e ter a expansão máxima da área de dissipação de calor. Quando as aletas de dissipação de calor funcionam, elas formam automaticamente convecção de ar para difundir o calor, resultando em um bom efeito de dissipação de calor. O calor dos grânulos da lâmpada LED é transferido diretamente para a asa de dissipação de calor através de plástico de alta condutividade térmica e rapidamente dissipado por convecção de ar e radiação superficial.

Os radiadores de plástico de alta condutividade térmica têm uma densidade mais leve que o alumínio. A densidade do alumínio é de 2.700 kg/m3, enquanto a densidade do plástico é de 1.420 kg/m3, que é cerca de metade da do alumínio. Portanto, para radiadores do mesmo formato, o peso dos radiadores de plástico é apenas 1/2 do peso do alumínio. Além disso, o processamento é simples e seu ciclo de conformação pode ser reduzido em 20-50%, o que também reduz a força motriz dos custos.