En la actualidad, el mayor problema técnico de los dispositivos de iluminación LED es la disipación de calor. La mala disipación del calor ha provocado que las fuentes de alimentación LED y los condensadores electrolíticos se hayan convertido en deficiencias en el desarrollo posterior de los dispositivos de iluminación LED y en la causa del deterioro prematuro de las fuentes de luz LED.
En la solución de luminaria que utiliza una fuente de luz LED LV, debido a que la fuente de luz LED funciona en un estado de funcionamiento de bajo voltaje (VF=3.2V), alta corriente (IF=300 ～ 700mA), genera mucho calor. El espacio de las lámparas tradicionales es pequeño y el área es pequeña. Es difícil que el radiador disipe el calor rápidamente. Aunque se adoptaron una variedad de esquemas de disipación de calor, los resultados no fueron satisfactorios y se convirtieron en un problema irresoluble para los dispositivos de iluminación LED. Siempre estamos buscando materiales que sean fáciles de usar, tengan buena conductividad térmica y sean de bajo costo.
En la actualidad, después de que se enciende la fuente de luz LED, aproximadamente el 30% de la energía eléctrica se convierte en energía luminosa y el resto se convierte en energía térmica. Por tanto, exportar tanta energía térmica lo antes posible es una tecnología clave en el diseño estructural de las lámparas LED. La energía térmica debe disiparse a través de la conducción de calor, la convección de calor y la radiación de calor. Solo disipando el calor lo antes posible se puede reducir efectivamente la temperatura de la cavidad en la lámpara LED, y la fuente de alimentación se puede proteger para que no funcione en un entorno de alta temperatura de larga duración, y el envejecimiento prematuro de la fuente de luz LED debido a una larga -Puede evitarse el funcionamiento a altas temperaturas.
El camino de disipación de calor de la iluminación LED
Debido a que la fuente de luz LED en sí no tiene rayos infrarrojos o ultravioleta, la fuente de luz LED en sí no tiene función de disipación de calor por radiación. El método de disipación de calor del dispositivo de iluminación LED solo puede extraer calor a través del radiador combinado estrechamente con la placa de cuentas de la lámpara LED. El radiador debe tener las funciones de conducción de calor, convección de calor y radiación de calor.
Cualquier radiador, además de poder conducir rápidamente el calor de la fuente de calor a la superficie del radiador, lo principal es disipar el calor al aire por convección y radiación. La conducción de calor solo resuelve la forma de transferencia de calor, y la convección térmica es la función principal del radiador. El rendimiento de disipación de calor está determinado principalmente por el área de disipación de calor, la forma y la capacidad de intensidad de convección natural. La radiación térmica es solo una función auxiliar.
En términos generales, si la distancia desde la fuente de calor a la superficie del radiador es inferior a 5 mm, siempre que la conductividad térmica del material sea superior a 5, el calor se puede exportar y el resto de la disipación de calor debe ser dominado por la convección térmica.
La mayoría de las fuentes de iluminación LED todavía usan cuentas de lámpara LED de bajo voltaje (VF=3.2V) y alta corriente (IF=200 ～ 700mA). Debido al alto calor durante el funcionamiento, se debe utilizar una aleación de aluminio con mayor conductividad térmica. Por lo general, hay radiadores de aluminio fundido a presión, radiadores de aluminio extruido y radiadores de aluminio estampado. El radiador de aluminio fundido a presión es una tecnología de piezas de fundición a presión. La aleación líquida de zinc, cobre y aluminio se vierte en la entrada de la máquina de fundición a presión, y la máquina de fundición a presión se moldea a presión para fundir un radiador con una forma limitada por un molde prediseñado.
Radiador de aluminio fundido a presión
El costo de producción es controlable y el ala de disipación de calor no se puede adelgazar y es difícil ampliar el área de disipación de calor. Los materiales de fundición a presión más utilizados para radiadores de lámparas LED son ADC10 y ADC12.
Radiador de aluminio extruido
El aluminio líquido se extruye a través de una matriz fija, y luego la barra se mecaniza y se corta en la forma requerida del radiador. El costo de procesamiento posterior es relativamente alto. El ala radiante se puede hacer muchas y delgadas, y el área de disipación de calor se expande en la mayor medida. Cuando el ala radiante está funcionando, la convección de aire se forma automáticamente para difundir el calor y el efecto de disipación de calor es mejor. Los materiales comúnmente utilizados son AL6061 y AL6063.
Radiador de aluminio estampado
consiste en presionar y extraer placas de acero y aleación de aluminio mediante punzonadoras y matrices para convertirlo en un radiador en forma de copa. La periferia interior y exterior del radiador perforado es lisa y el área de disipación de calor es limitada debido a que no hay alas. Los materiales de aleación de aluminio comúnmente utilizados son 5052, 6061 y 6063. La calidad de las piezas estampadas es pequeña y la tasa de utilización del material es alta, lo que es una solución de bajo costo.
La conducción de calor del radiador de aleación de aluminio es ideal y es más adecuado para fuentes de alimentación de corriente constante de conmutación aislada. Para fuentes de alimentación de corriente constante con interruptor no aislado, es necesario aislar las fuentes de alimentación de CA y CC, de alto y bajo voltaje a través del diseño estructural de la lámpara para pasar la certificación CE o UL.
Radiador de aluminio revestido de plástico
es un disipador de calor con una carcasa de plástico termoconductora y un núcleo de aluminio. El plástico conductor térmico y el disipador de calor de aluminio se forman en la máquina de moldeo por inyección a la vez, y el disipador de calor de aluminio se utiliza como una pieza incrustada, que debe mecanizarse con anticipación. El calor de la perla de la lámpara LED se transfiere rápidamente al plástico termoconductor a través del núcleo de disipación de calor de aluminio. El plástico termoconductor usa sus múltiples alas para formar la convección de aire para la disipación del calor y usa su superficie para irradiar parte del calor.
Los radiadores de aluminio revestidos de plástico generalmente utilizan los colores originales de los plásticos termoconductores, blanco y negro, y los radiadores de aluminio revestidos de plástico de plástico negro tienen un mejor efecto de disipación del calor por radiación. El plástico termoconductor es un tipo de material termoplástico. La fluidez, densidad, tenacidad y resistencia del material son fáciles de moldear por inyección. Tiene buena resistencia a los ciclos de choque por frío y calor y excelentes propiedades de aislamiento. El coeficiente de emisividad del plástico conductor térmico es mejor que el de los materiales metálicos ordinarios.
La densidad del plástico termoconductor es un 40% menor que la del aluminio fundido a presión y la cerámica. El peso del aluminio revestido de plástico se puede reducir en casi un tercio para la misma forma del radiador. En comparación con el radiador totalmente de aluminio, el costo de procesamiento es bajo, el ciclo de procesamiento es corto y la temperatura de procesamiento es baja; El producto terminado no es frágil; la máquina de moldeo por inyección proporcionada por el cliente puede llevar a cabo el diseño y la producción de la apariencia diferenciada de la lámpara. El radiador de aluminio revestido de plástico tiene un buen rendimiento de aislamiento y es fácil de pasar las normas de seguridad.
Radiador de plástico de alta conductividad térmica
El radiador de plástico de alta conductividad térmica se ha desarrollado rápidamente recientemente. El radiador de plástico de alta conductividad térmica es un radiador totalmente de plástico. Su conductividad térmica es decenas de veces mayor que la del plástico ordinario, alcanzando 2-9w / mk. Tiene excelentes capacidades de conducción y radiación de calor. ; Un nuevo tipo de material aislante y disipador de calor que se puede aplicar a varias lámparas de potencia y se puede utilizar ampliamente en varias lámparas LED de 1W ～ 200W.
Voltaje de resistencia de plástico de alta conductividad térmica nominal de hasta 6000 V CA, adecuado para fuente de alimentación de corriente constante de interruptor no aislado, fuente de alimentación de corriente constante lineal de alto voltaje HVLED. Haga que este tipo de lámparas de iluminación LED sean fáciles de pasar CE, TUV, UL y otras estrictas inspecciones de seguridad. HVLED adopta alto voltaje (VF=35-280VDC), estado de trabajo de baja corriente (IF=20-60mA), por lo que se reduce el calor de la placa de cuentas de la lámpara HVLED. El radiador de plástico de alta conductividad térmica puede usar moldeo por inyección tradicional o extrusora.
Moldeado de una sola vez, el producto terminado tiene una gran suavidad. Mejora significativamente la eficiencia de producción y la flexibilidad de diseño es alta, lo que puede dar pleno juego al concepto de diseño del diseñador &. El radiador de plástico de alta conductividad térmica está polimerizado por PLA (almidón de maíz), que es completamente degradable, sin residuos, sin contaminación química, sin contaminación por metales pesados en el proceso de producción, sin aguas residuales, sin gas residual y cumple con los requisitos globales de protección ambiental.
El disipador de calor de plástico de alta conductividad térmica está repleto de iones metálicos a nanoescala entre las moléculas de PLA, que pueden moverse rápidamente a altas temperaturas y aumentar la energía de radiación térmica. Su vitalidad es mejor que la de un disipador de calor de material metálico. El radiador de plástico de alta conductividad térmica es resistente a altas temperaturas, 150 ℃ durante cinco horas sin romperse ni deformarse. Se utiliza con un programa de controlador IC de corriente constante lineal de alto voltaje, sin condensadores electrolíticos e inductancia de gran volumen, lo que mejora en gran medida la vida útil de toda la lámpara LED, la solución de fuente de alimentación no aislada y alta eficiencia y bajo costo. Es especialmente adecuado para la aplicación de tubos fluorescentes y lámparas industriales y mineras de alta potencia.
El radiador de plástico de alta conductividad térmica se puede diseñar con muchas alas de enfriamiento de precisión, las alas de enfriamiento se pueden hacer muchas y delgadas, y el área de disipación de calor se puede maximizar. Cuando las alas de enfriamiento funcionan, la convección de aire se forma automáticamente para difundir el calor y el efecto de disipación de calor es mejor. El calor del cordón de la lámpara LED se transfiere directamente al ala de disipación de calor a través del plástico de alta conductividad térmica, y el calor se disipa rápidamente a través de la convección de aire y la radiación de la superficie.
El disipador de calor de plástico de alta conductividad térmica tiene una densidad más ligera que el aluminio. La densidad del aluminio es de 2700 kg / m3, mientras que la densidad del plástico es de 1420 kg / m3, que es casi la mitad que la del aluminio. Por lo tanto, el peso de un radiador de plástico con la misma forma es solo la mitad del de aluminio. Además, el procesamiento es simple y el ciclo de moldeo se puede acortar en un 20-50%, lo que reduce el poder del costo.
