Allo stato attuale, il più grande problema tecnico diIlluminazione a LEDè la dissipazione del calore. La scarsa dissipazione del calore ha portato l'alimentatore di pilotaggio LED e il condensatore elettrolitico a diventare la scheda corta per l'ulteriore sviluppo dell'illuminazione a LED e la ragione dell'invecchiamento precoce della sorgente luminosa a LED.

Nello schema di illuminazione che utilizza sorgenti luminose LED LV, a causa della sorgente luminosa LED che funziona a bassa tensione (VF=3,2 V) e corrente elevata (IF=300-700 mA), la generazione di calore è grave. Gli apparecchi di illuminazione tradizionali hanno uno spazio limitato e i piccoli dissipatori di calore hanno difficoltà a esportare rapidamente il calore. Nonostante l'adozione di vari schemi di raffreddamento, i risultati non furono soddisfacenti, diventando un problema irrisolvibileApparecchi di illuminazione a LED. Cerchiamo sempre di trovare materiali di dissipazione del calore a basso costo che siano facili da usare e con una buona conduttività termica.

Attualmente circa il 30% dell'energia elettrica delle sorgenti luminose a LED viene convertita in energia luminosa dopo l'accensione, mentre il resto viene convertito in energia termica. Pertanto, esportare così tanta energia termica nel più breve tempo possibile rappresenta una tecnologia chiave nella progettazione strutturale degli apparecchi di illuminazione a LED. L’energia termica deve essere dissipata attraverso conduzione termica, convezione e radiazione. Solo esportando il calore nel più breve tempo possibile è possibile abbassare la temperatura della cavità all'internoLampada a LEDessere efficacemente ridotto, l'alimentatore deve essere protetto dal funzionamento in un ambiente ad alta temperatura di lunga durata ed è evitato l'invecchiamento precoce della sorgente luminosa a LED causato dal funzionamento ad alta temperatura a lungo termine.

Metodi di dissipazione del calore per apparecchi di illuminazione a LED

Poiché le sorgenti luminose a LED non hanno radiazioni infrarosse o ultraviolette, non hanno la funzione di dissipazione del calore radiativo. Il percorso di dissipazione del calore degli apparecchi di illuminazione a LED può essere derivato solo attraverso dissipatori di calore strettamente combinati con piastre di perline LED. Il radiatore deve avere le funzioni di conduzione del calore, convezione del calore e radiazione del calore.

Qualsiasi radiatore, oltre a essere in grado di trasferire rapidamente il calore dalla fonte di calore alla superficie del radiatore, si affida principalmente alla convezione e all'irraggiamento per dissipare il calore nell'aria. La conduzione del calore risolve solo il percorso di trasferimento del calore, mentre la convezione termica è la funzione principale di un radiatore. Le prestazioni di dissipazione del calore sono determinate principalmente dall'area di dissipazione del calore, dalla forma e dall'intensità della convezione naturale, mentre la radiazione termica è solo una funzione ausiliaria.

In generale, se la distanza tra la fonte di calore e la superficie del radiatore è inferiore a 5 mm, purché la conduttività termica del materiale sia maggiore di 5, il suo calore può essere esportato e la dissipazione del calore rimanente deve essere dominata dalla convezione termica .

La maggior parte delle sorgenti di illuminazione a LED utilizzano ancora perline LED a bassa tensione (VF=3,2 V) e ad alta corrente (IF=200-700 mA). A causa dell'elevato calore durante il funzionamento, è necessario utilizzare leghe di alluminio ad alta conduttività termica. Di solito ci sono radiatori in alluminio pressofuso, radiatori in alluminio estruso e radiatori in alluminio stampato. Il radiatore in alluminio pressofuso è una tecnologia per la pressofusione di parti, che prevede il versamento di una lega di alluminio rame-zinco liquido nella porta di alimentazione della macchina per pressofusione, quindi la fusione in uno stampo preprogettato con una forma predeterminata.

Radiatore in alluminio pressofuso

Il costo di produzione è controllabile e l'ala di dissipazione del calore non può essere sottile, rendendo difficile massimizzare l'area di dissipazione del calore. I materiali di pressofusione comunemente utilizzati per i radiatori delle lampade LED sono ADC10 e ADC12.

Radiatore in alluminio estruso

L'alluminio liquido viene estruso e modellato attraverso uno stampo fisso, quindi la barra viene lavorata e tagliata nella forma desiderata del dissipatore di calore, con conseguenti costi di lavorazione più elevati nella fase successiva. L'ala di dissipazione del calore può essere realizzata molto sottile, con la massima espansione dell'area di dissipazione del calore. Quando l'ala di dissipazione del calore funziona, forma automaticamente la convezione dell'aria per diffondere il calore e l'effetto di dissipazione del calore è buono. I materiali comunemente usati sono AL6061 e AL6063.

Radiatore in alluminio stampato

È il processo di stampaggio e sollevamento di piastre di acciaio e leghe di alluminio attraverso un punzone e uno stampo per creare un radiatore a forma di tazza. Il radiatore stampato ha una circonferenza interna ed esterna liscia e l'area di dissipazione del calore è limitata a causa della mancanza di alette. I materiali in lega di alluminio comunemente usati sono 5052, 6061 e 6063. Le parti stampate hanno una bassa qualità e un elevato utilizzo del materiale, il che le rende una soluzione a basso costo.

La conducibilità termica dei radiatori in lega di alluminio è ideale e adatta per alimentatori a corrente costante con interruttore isolato. Per gli alimentatori a corrente costante senza sezionatore, è necessario isolare gli alimentatori CA e CC, ad alta e bassa tensione attraverso la progettazione strutturale degli apparecchi di illuminazione per superare la certificazione CE o UL.

Radiatore in alluminio rivestito in plastica

È un dissipatore di calore con un guscio in plastica termoconduttiva e un nucleo in alluminio. Il nucleo di dissipazione del calore in plastica termoconduttiva e alluminio viene formato in un unico passaggio su una macchina per lo stampaggio a iniezione e il nucleo di dissipazione del calore in alluminio viene utilizzato come parte incorporata che richiede una lavorazione premeccanica. Il calore delle perle della lampada a LED viene rapidamente trasferito alla plastica termoconduttiva attraverso il nucleo di dissipazione del calore in alluminio. La plastica termoconduttiva utilizza le sue molteplici ali per formare la dissipazione del calore per convezione dell'aria e utilizza la sua superficie per irradiare parte del calore.

I radiatori in alluminio rivestiti in plastica utilizzano generalmente i colori originali della plastica termoconduttiva, bianco e nero. I radiatori in alluminio rivestito in plastica di plastica nera hanno un migliore effetto di radiazione e dissipazione del calore. La plastica termoconduttiva è un tipo di materiale termoplastico. La fluidità, la densità, la tenacità e la resistenza del materiale sono facili da stampare ad iniezione. Ha una buona resistenza ai cicli di shock freddo e caldo e ottime prestazioni di isolamento. Il coefficiente di radiazione della plastica termoconduttiva è superiore a quello dei comuni materiali metallici

La densità della plastica termoconduttiva è inferiore del 40% rispetto a quella dell'alluminio pressofuso e della ceramica, e per radiatori della stessa forma il peso dell'alluminio rivestito in plastica può essere ridotto di quasi un terzo; Rispetto a tutti i radiatori in alluminio, il costo di lavorazione è basso, il ciclo di lavorazione è breve e la temperatura di lavorazione è bassa; Il prodotto finito non è fragile; La macchina per lo stampaggio a iniezione del cliente può essere utilizzata per la progettazione estetica differenziata e la produzione di apparecchi di illuminazione. Il radiatore in alluminio rivestito in plastica ha buone prestazioni di isolamento ed è facile da superare le norme di sicurezza.

Radiatore in plastica ad alta conducibilità termica

I radiatori in plastica ad alta conduttività termica si sono sviluppati rapidamente di recente. I radiatori in plastica ad alta conduttività termica sono tutti radiatori in plastica, con una conduttività termica diverse decine di volte superiore a quella della plastica ordinaria, che raggiunge 2-9w/mk, ed eccellenti capacità di conduzione e radiazione del calore; Un nuovo tipo di materiale isolante e di dissipazione del calore che può essere applicato a varie lampade di potenza e può essere ampiamente utilizzato in varie lampade a LED da 1 W a 200 W.

La plastica ad alta conduttività termica può resistere a tensioni fino a 6000 V CA, rendendola adatta per l'utilizzo di alimentatori a corrente costante con interruttore non isolante e alimentatori a corrente costante lineare ad alta tensione con HVLED. Rendi questo tipo di apparecchio di illuminazione a LED facile da superare rigide norme di sicurezza come CE, TUV, UL, ecc. HVLED funziona ad alta tensione (VF = 35-280 V CC) e bassa corrente (IF = 20-60 mA), riducendo il riscaldamento della piastra a perline HVLED. I radiatori in plastica ad alta conducibilità termica possono essere utilizzati con le tradizionali macchine per stampaggio ad iniezione ed estrusione.

Una volta formato, il prodotto finito presenta un'elevata levigatezza. Migliorando significativamente la produttività, con un'elevata flessibilità nella progettazione dello stile, può sfruttare appieno la filosofia di design del designer. Il radiatore in plastica ad alta conduttività termica è realizzato con polimerizzazione PLA (amido di mais), completamente degradabile, privo di residui e privo di inquinamento chimico. Il processo di produzione non presenta inquinamento da metalli pesanti, acque reflue e gas di scarico, soddisfacendo i requisiti ambientali globali.

Le molecole di PLA all'interno del corpo di dissipazione del calore in plastica ad alta conduttività termica sono densamente ricche di ioni metallici su scala nanometrica, che possono muoversi rapidamente a temperature elevate e aumentare l'energia della radiazione termica. La sua vitalità è superiore a quella dei corpi di dissipazione del calore in materiale metallico. Il radiatore in plastica ad alta conduttività termica è resistente alle alte temperature e non si rompe né si deforma per cinque ore a 150 ℃. Con l'applicazione dello schema di azionamento IC a corrente costante lineare ad alta tensione, non sono necessari condensatori elettrolitici e grande induttanza, migliorando notevolmente la durata dell'intera lampada a LED. Lo schema di alimentazione non isolato ha alta efficienza e basso costo. Particolarmente adatto per l'applicazione di tubi fluorescenti e lampade industriali e minerarie ad alta potenza.

I radiatori in plastica ad alta conduttività termica possono essere progettati con molte alette di dissipazione del calore di precisione, che possono essere molto sottili e avere la massima espansione dell'area di dissipazione del calore. Quando le alette di dissipazione del calore funzionano, formano automaticamente la convezione dell'aria per diffondere il calore, con conseguente buon effetto di dissipazione del calore. Il calore delle perle della lampada a LED viene trasferito direttamente all'ala di dissipazione del calore attraverso plastica ad alta conduttività termica e dissipato rapidamente attraverso la convezione dell'aria e la radiazione superficiale.

I radiatori in plastica ad alta conduttività termica hanno una densità inferiore rispetto all'alluminio. La densità dell'alluminio è di 2700 kg/m3, mentre la densità della plastica è di 1420 kg/m3, ovvero circa la metà di quella dell'alluminio. Pertanto, per radiatori della stessa forma, il peso dei radiatori in plastica è solo la metà di quello in alluminio. Inoltre, la lavorazione è semplice e il suo ciclo di formatura può essere abbreviato del 20-50%, riducendo così anche la forza trainante dei costi.