Problemy z rozpraszaniem ciepła w oprawach oświetleniowych LED: analiza porównawcza pięciu typów radiatorów

Obecnie jedną z największych trudności technicznych związanych z oświetleniem LED jest problem z odprowadzaniem ciepła. Słabe odprowadzanie ciepła utrudnia zasilanie sterownika LED, kondensatory elektrolityczne stały się słabym ogniwem dalszego rozwoju oświetlenia LED, a źródła światła LED ulegają przedwczesnemu uszkodzeniu.

Tylko szybkie odprowadzenie ciepła może być przydatne do obniżenia temperatury wnęki w lampach i latarkach LED, co pozwala uniknąć długotrwałej pracy w środowisku o wysokiej temperaturze, zapobiegając w ten sposób uszkodzeniu źródła światła LED z powodu długotrwałej pracy w wysokiej temperaturze i przedwczesnej awarii.

Ponieważ samo źródło światła LED nie ma podczerwieni, ultrafioletu, więc samo źródło światła LED nie ma funkcji chłodzenia radiacyjnego, ścieżka rozpraszania ciepła opraw oświetleniowych LED może przebiegać tylko przez bliską kombinację radiatora płyty koralików lampy LED w celu eksportowania ciepła. Radiatory są niezbędne do przewodzenia ciepła, konwekcji ciepła, promieniowania cieplnego.

Każdy radiator, oprócz możliwości szybkiego przewodzenia ciepła ze źródła ciepła na zewnątrz radiatora, najważniejszą rzeczą jest nadal poleganie na konwekcji i promieniowaniu, aby emitować ciepło do powietrza. Przewodzenie ciepła dotyczy tylko sposobu przenoszenia ciepła, podczas gdy konwekcja cieplna jest główną funkcją radiatora, funkcja rozpraszania ciepła jest głównie zależna od zdolności obszaru rozpraszania ciepła, kształtu i naturalnej siły konwekcji, a promieniowanie cieplne jest tylko rolą pomocniczą. Mówiąc ogólnie, jeśli ciepło ze źródła ciepła na zewnątrz odstępu radiatora jest mniejsze niż 5 milimetrów, to tylko wtedy, gdy przewodność cieplna materiału jest większa niż 5, ciepło może być eksportowane, inne rozpraszanie ciepła musi być zdominowane przez konwekcję cieplną.

Większość źródeł światła LED nadal wykorzystuje niskonapięciowe (VF=3.2V), wysokoprądowe (IF=200-700mA) koraliki lampowe LED, ze względu na wysokie ciepło podczas pracy, muszą być używane z wysoką przewodnością cieplną stopu aluminium. Istnieją na ogół aluminiowe radiatory odlewane ciśnieniowo, wytłaczane aluminiowe radiatory, tłoczone aluminiowe radiatory. Odlewany ciśnieniowo aluminiowy radiator to rodzaj umiejętności odlewania ciśnieniowego części, ciekły stop cynku, miedzi i aluminium wlewany do wlotu maszyny odlewniczej ciśnieniowo, przez odlewanie ciśnieniowe maszyny odlewniczej, odlewanie z wyprzedzeniem formy o ograniczonym kształcie radiatora.

Poniżej przedstawiono analizę porównawczą pięciu typów radiatorów.

Radiator aluminiowy odlewany ciśnieniowo
Koszty produkcji można kontrolować, ale skrzydełko radiatora nie może być cienkie, trudno jest zmaksymalizować powierzchnię rozpraszania ciepła. W przypadku lamp i latarni LED powszechnie stosowane są materiały odlewane ciśnieniowo do radiatorów ADC10 i ADC12.

 

Radiator z wytłaczanego aluminium
Ciekłe aluminium jest wytłaczane przez stałą matrycę, a następnie pręt jest obrabiany i cięty do wymaganego kształtu radiatora, koszty obróbki końcowej są wyższe. Wytłaczany aluminiowy radiator jest pokazany na rysunku 3. Skrzydło radiatora może być znacznie cieńsze, obszar rozpraszania ciepła jest zmaksymalizowany, a skrzydło radiatora automatycznie tworzy konwekcyjne rozproszenie ciepła podczas pracy, a efekt rozpraszania ciepła jest lepszy. Powszechnie stosowanymi materiałami są AL6061 i AL6063.

 

Radiator aluminiowy tłoczony
Tłoczenie radiatora aluminiowego odbywa się poprzez prasę i matrycę ze stali, tłoczenie blachy ze stopu aluminium, podciąganie, tak aby stał się radiatorem typu kubkowego i rurowego, tłoczenie formujące powierzchnię radiatora gładką na obwodzie, ze względu na brak skrzydeł i ograniczony obszar rozpraszania ciepła. Powszechnie stosowanym materiałem stopu aluminium jest 5052, 6061, 6063. Jakość tłoczenia części jest bardzo mała, wskaźnik wykorzystania materiału jest wysoki, jest to metoda niskokosztowa.

 

Przewodność cieplna radiatora ze stopu aluminium jest bardziej zadowalająca i jest bardziej odpowiedni do przełączania barierowego stałego prądu zasilania. Jeśli chodzi o nieblokujące przełączanie stałego prądu zasilania, konieczne jest dobre blokowanie prądu przemiennego i stałego, wysokiego i niskiego napięcia zasilania poprzez konstrukcję lamp i latarni, aby uzyskać certyfikat CE lub UL.

Radiator aluminiowy pokryty plastikiem
Radiator aluminiowy pokryty plastikiem to rodzaj radiatora z przewodzącą ciepło plastikową powłoką i aluminiowym rdzeniem. Termiczny plastik i aluminiowy rdzeń radiatora w maszynie do formowania wtryskowego w formowaniu, aluminiowy rdzeń radiatora do wykonywania zakopanych części, muszą być wstępnie obrobione. Koraliki lampy LED ciepła przez aluminiowy rdzeń radiatora szybkie przewodzenie do termicznego plastiku, termiczny plastik wykorzystujący jego wieloskrzydłowy skład konwekcji powietrza rozpraszanie ciepła, wykorzystanie jego powierzchni do promieniowania części ciepła.

 

Radiator aluminiowy pokryty plastikiem na ogół używa oryginalnego koloru termoplastu białego i czarnego, czarny plastik radiator aluminiowy pokryty plastikiem efekt rozpraszania ciepła promieniowania jest nieco lepszy. Plastik przewodzący ciepło materiał termoplastyczny, płynność materiału, gęstość, odporność, wytrzymałość są łatwe do formowania wtryskowego, z dobrą odpornością na zimno i charakterystykę cyklu szoku termicznego, funkcja izolacji jest doskonała. Współczynnik promieniowania plastiku przewodzącego ciepło jest lepszy niż zwykłe materiały metalowe. Gęstość plastiku przewodzącego ciepło niż odlewane ciśnieniowo aluminium i ceramika o 40% mniejsza niż ten sam kształt radiatora, aluminium powlekane plastikiem można ciąć o prawie jedną trzecią wagi; w porównaniu z radiatorem całkowicie aluminiowym koszty przetwarzania są niskie, cykl przetwarzania jest krótki, temperatura przetwarzania jest niska; produkt nie jest kruchy; maszyna do formowania wtryskowego będąca własnością klienta może być różnicowana pod kątem projektowania i produkcji lamp i latarni o kształcie. Funkcja izolacji radiatora aluminiowego pokrytego plastikiem jest dobra, łatwa do spełnienia przepisów bezpieczeństwa.

Radiator z tworzywa sztucznego o wysokiej przewodności cieplnej
Plastikowe radiatory o wysokiej przewodności cieplnej rozwijają się ostatnio bardzo szybko. To rodzaj radiatora wykonanego w całości z plastiku. Jego przewodność cieplna jest kilkadziesiąt razy wyższa niż w przypadku zwykłych tworzyw sztucznych, do 2-9 W/mK. Charakteryzuje się dobrym przewodnictwem cieplnym i promieniowaniem cieplnym. Może być stosowany w wielu nowych materiałach izolacyjnych do lamp i latarek dużej mocy, a także może być szeroko stosowany we wszystkich rodzajach lamp i latarek LED o mocy od 1 W do 200 W.

 

Wysoka przewodność cieplna plastiku znamionowe napięcie do komunikacji 6000 V, nadaje się do wyboru nieizolowanego przełączającego zasilacza prądu stałego, HVLED wysokiego napięcia liniowego zasilacza prądu stałego. Tego rodzaju oprawy oświetleniowe LED łatwo przechodzą testy CE, TUV, UL i inne surowe testy bezpieczeństwa. HVLED wybierają warunki pracy wysokiego napięcia (VF=35-280VDC), małego prądu (IF=20-60mA), dlatego ciepło płyty koralikowej HVLED jest zmniejszone. Wysoka przewodność cieplna plastikowego radiatora przy użyciu tradycyjnego formowania wtryskowego, maszyna do wytłaczania może być. Jednorazowe formowanie, wysokie wykończenie produktu. Znacznie poprawia wydajność produkcji, modelowanie czułości planowania, może w pełni wykorzystać koncepcje planowania planisty. Wysoka przewodność cieplna plastikowego radiatora przy użyciu polimeryzacji PLA (skrobia kukurydziana), pełna degradacja, brak pozostałości, brak zanieczyszczeń chemicznych, proces produkcyjny bez zanieczyszczeń metalami ciężkimi, brak ścieków, brak spalin, zgodnie z globalnymi wymogami ochrony środowiska.

Wysokoprzewodzący plastikowy radiator z wewnętrznymi cząsteczkami PLA są gęsto upakowane jonami metalu w skali nano, które mogą szybko się poruszać w wysokich temperaturach, dodając energię promieniowania cieplnego. Jego żywotność jest lepsza niż radiatora z materiału metalowego. Wysokoprzewodzący plastikowy radiator z wysoką odpornością na wysoką temperaturę, 150 stopni przez pięć godzin bez pęknięć, nieodkształca się, z wykorzystaniem programu sterowania liniowym prądem stałym wysokiego napięcia, bez kondensatorów elektrolitycznych i dużych cewek indukcyjnych, znacznie wydłuża żywotność lampy LED, nieizolowany plan zasilania, wysoka wydajność, niski koszt. Szczególnie nadaje się do świetlówek, przemysłowych i górniczych lamp dużej mocy.

Radiator z tworzywa sztucznego o wysokiej przewodności cieplnej może być użyty do zaprojektowania wielu precyzyjnych skrzydełek radiatora. Skrzydełka radiatora mogą być większe i cieńsze. Obszar rozpraszania ciepła zapewnia maksymalną ekspansję. Działanie skrzydełka radiatora automatycznie powoduje konwekcję powietrza, co przekłada się na lepszy efekt rozpraszania ciepła. Ciepło lampy LED przechodzi przez tworzywo sztuczne o wysokiej przewodności cieplnej bezpośrednio do skrzydełka radiatora, a poprzez konwekcję powietrza i promieniowanie powierzchniowe następuje szybkie rozpraszanie ciepła.

Wysoka przewodność cieplna radiatora z tworzywa sztucznego jest lżejszy od aluminium. Gęstość aluminium wynosi 2700 kg/m3, podczas gdy gęstość plastiku wynosi 1420 kg/m3, prawie połowę aluminium, więc ten sam kształt radiatora, waga radiatora z tworzywa sztucznego jest tak długa jak aluminium 1/2. i łatwy w obróbce, jego cykl formowania można skrócić o 20-50%, co również zmniejsza koszty korzyści.

 

ZP HEATSINK specjalizuje się w niestandardowych radiatorach do różnych zastosowań od 20 lat. Mamy doświadczenie w realizacji wszelkich projektów zarządzania termicznego. Skontaktuj się z nami, aby rozpocząć swój projekt.