Obecnie największym problemem technicznym opraw oświetleniowych LED jest rozpraszanie ciepła. Słabe rozpraszanie ciepła doprowadziło do powstania zasilaczy LED i kondensatorów elektrolitycznych, które stały się niedociągnięciami w dalszym rozwoju opraw oświetleniowych LED i przyczyną przedwczesnego rozpadu źródeł światła LED.
W rozwiązaniu oprawy wykorzystującej źródło światła LV LED, ponieważ źródło światła LED pracuje w stanie roboczym niskiego napięcia (VF=3,2V), wysokiego prądu (IF=300~700mA), generuje dużo ciepła. Przestrzeń tradycyjnych lamp jest mała, a powierzchnia niewielka. Grzejnikowi trudno jest szybko rozproszyć ciepło. Chociaż przyjęto różne schematy rozpraszania ciepła, wyniki nie były zadowalające i stały się nierozwiązywalnym problemem dla opraw oświetleniowych LED. Zawsze szukamy materiałów, które są łatwe w użyciu, mają dobrą przewodność cieplną i są tanie.
Obecnie, po włączeniu źródła światła LED, około 30% energii elektrycznej jest przekształcane w energię świetlną, a reszta jest przekształcana w energię cieplną. Dlatego eksport tak dużej ilości energii cieplnej tak szybko, jak to możliwe, jest kluczową technologią w projektowaniu strukturalnym lamp LED. Energia cieplna musi być rozpraszana poprzez przewodzenie ciepła, konwekcję ciepła i promieniowanie cieplne. Tylko poprzez jak najszybsze rozproszenie ciepła można skutecznie obniżyć temperaturę wnęki w lampie LED, a zasilacz można chronić przed pracą w długotrwałym środowisku o wysokiej temperaturze, a przedwczesnego starzenia się źródła światła LED z powodu długotrwałej pracy w wysokiej temperaturze można uniknąć.
Ścieżka rozpraszania ciepła oświetlenia LED
Ponieważ samo źródło światła LED nie ma promieni podczerwonych ani ultrafioletowych, samo źródło światła LED nie ma funkcji rozpraszania ciepła promieniowania. Metoda rozpraszania ciepła oprawy oświetleniowej LED może tylko pobierać ciepło przez grzejnik ściśle połączony z płytą kulkową lampy LED. Grzejnik musi mieć funkcje przewodzenia ciepła, konwekcji ciepła i promieniowania cieplnego.
Każdy grzejnik, oprócz możliwości szybkiego przewodzenia ciepła ze źródła ciepła na powierzchnię grzejnika, najważniejsze jest rozpraszanie ciepła w powietrzu przez konwekcję i promieniowanie. Przewodzenie ciepła rozwiązuje tylko sposób wymiany ciepła, a konwekcja termiczna jest główną funkcją grzejnika. Wydajność rozpraszania ciepła zależy głównie od obszaru rozpraszania ciepła, kształtu i zdolności naturalnej intensywności konwekcji. Promieniowanie cieplne jest tylko funkcją pomocniczą.
Ogólnie rzecz biorąc, jeśli odległość od źródła ciepła do powierzchni grzejnika jest mniejsza niż 5 mm, o ile przewodność cieplna materiału jest większa niż 5, ciepło może być eksportowane, a reszta rozpraszania ciepła musi być zdominowana przez konwekcję termiczną.
Większość źródeł oświetlenia LED nadal wykorzystuje niskonapięciowe (VF = 3.2V) i wysokoprądowe (IF = 200 ~ 700mA) koraliki lamp LED. Ze względu na wysoką temperaturę podczas pracy należy stosować stop aluminium o wyższej przewodności cieplnej. Zwykle są to grzejniki aluminiowe odlewane ciśnieniowo, wytłaczane grzejniki aluminiowe i tłoczone grzejniki aluminiowe. Odlewany ciśnieniowo grzejnik aluminiowy to technologia odlewania ciśnieniowego części. Ciekły, miedź i stop aluminium wlewa się do wlotu maszyny do odlewania ciśnieniowego, a maszyna do odlewania ciśnieniowego jest odlewana ciśnieniowo w celu odlewania grzejnika o kształcie ograniczonym przez wstępnie zaprojektowaną formę.
Grzejnik aluminiowy odlewany ciśnieniowo
Koszt produkcji jest kontrolowany, a skrzydło rozpraszające ciepło nie może być cienkie i trudno jest powiększyć obszar rozpraszania ciepła. Powszechnie stosowanymi materiałami odlewniczymi do grzejników lamp LED są ADC10 i ADC12.
Grzejnik aluminiowy wytłaczany
Ciekłe aluminium jest wytłaczane przez stałą matrycę, a następnie pręt jest obrabiany i cięty na wymagany kształt grzejnika. Późniejszy koszt przetwarzania jest stosunkowo wysoki. Promieniujące skrzydło może być liczne i cienkie, a obszar rozpraszania ciepła jest w największym stopniu rozszerzony. Gdy promieniujące skrzydło pracuje, konwekcja powietrza jest automatycznie formowana w celu rozproszenia ciepła, a efekt rozpraszania ciepła jest lepszy. Powszechnie stosowanymi materiałami są AL6061 i AL6063.
Tłoczony aluminiowy grzejnik
polega na dociskaniu i podciąganiu płyt ze stali i stopu aluminium za pomocą pras wykrawających i matryc, aby przekształcić je w grzejnik w kształcie kubka. Wewnętrzny i zewnętrzny obwód dziurkowanego grzejnika jest gładki, a obszar rozpraszania ciepła jest ograniczony ze względu na brak skrzydeł. Powszechnie stosowane materiały ze stopów aluminium to 5052, 6061 i 6063. Jakość tłoczenia części jest niewielka, a wskaźnik wykorzystania materiału jest wysoki, co jest tanim rozwiązaniem.
Przewodzenie ciepła grzejnika ze stopu aluminium jest idealne i jest bardziej odpowiednie do izolowanego przełączania zasilania prądem stałym. W przypadku nieizolowanych zasilaczy prądu stałego konieczne jest odizolowanie zasilaczy prądu przemiennego i stałego, wysokonapięciowych i niskiego napięcia poprzez konstrukcję konstrukcyjną lampy w celu uzyskania certyfikatu CE lub UL.
Aluminiowy grzejnik pokryty tworzywem sztucznym
to radiator z przewodzącą ciepło plastikową powłoką i aluminiowym rdzeniem. Tworzywo przewodzące ciepło i aluminiowy radiator są formowane na wtryskarce w tym samym czasie, a aluminiowy radiator jest używany jako osadzona część, którą należy wcześniej obrobić. Ciepło kulki lampy LED jest szybko przenoszone do przewodzącego ciepło tworzywa sztucznego przez aluminiowy rdzeń rozpraszający ciepło. Tworzywo przewodzące ciepło wykorzystuje wiele skrzydeł do tworzenia konwekcji powietrza w celu rozpraszania ciepła i wykorzystuje swoją powierzchnię do wypromieniowywania części ciepła.
Grzejniki aluminiowe pokryte tworzywem sztucznym zazwyczaj wykorzystują oryginalne kolory tworzyw sztucznych przewodzących ciepło, białe i czarne, a czarne plastikowe grzejniki aluminiowe pokryte tworzywem sztucznym mają lepszy efekt rozpraszania ciepła promieniowania. Tworzywo przewodzące ciepło jest rodzajem materiału termoplastycznego. Płynność, gęstość, wytrzymałość i wytrzymałość materiału są łatwe do formowania wtryskowego. Ma dobrą odporność na cykle zimna i szoku cieplnego oraz doskonałe właściwości izolacyjne. Współczynnik emisyjności tworzywa przewodzącego ciepło jest lepszy niż w przypadku zwykłych materiałów metalowych.
Gęstość tworzywa przewodzącego ciepło jest o 40% niższa niż w przypadku odlewanego ciśnieniowo aluminium i ceramiki. Ciężar aluminium pokrytego tworzywem sztucznym można zmniejszyć o prawie jedną trzecią dla tego samego kształtu grzejnika. W porównaniu z grzejnikiem aluminiowym koszt przetwarzania jest niski, cykl przetwarzania jest krótki, a temperatura przetwarzania niska; Gotowy produkt nie jest delikatny; dostarczona przez klienta wtryskarka może wykonać projekt i produkcję zróżnicowanego wyglądu lampy. Aluminiowy grzejnik pokryty tworzywem sztucznym ma dobrą izolacyjność i jest łatwy do przejścia przez przepisy bezpieczeństwa.
Grzejnik z tworzywa sztucznego o wysokiej przewodności cieplnej
Grzejnik z tworzywa sztucznego o wysokiej przewodności cieplnej rozwinął się ostatnio szybko. Grzejnik z tworzywa sztucznego o wysokiej przewodności cieplnej jest grzejnikiem w pełni z tworzywa sztucznego. Jego przewodność cieplna jest dziesiątki razy wyższa niż zwykłego plastiku, osiągając 2-9w/mk. Ma doskonałe właściwości przewodzenia ciepła i promieniowania cieplnego. ; Nowy rodzaj materiału izolacyjnego i rozpraszającego ciepło, który można stosować do różnych lamp mocy i może być szeroko stosowany w różnych lampach LED o mocy 1W ~ 200W.
Tworzywo sztuczne o wysokiej przewodności cieplnej wytrzymuje napięcie znamionowe do 6000 V AC, nadaje się do nieizolowanego zasilacza prądem stałym przełącznika, wysokonapięciowego liniowego zasilania prądem stałym HVLED. Spraw, aby tego rodzaju lampy oświetleniowe LED były łatwe do przejścia CE, TUV, UL i innych ścisłych kontroli bezpieczeństwa. HVLED przyjmuje stan roboczy wysokiego napięcia (VF = 35-280VDC), niskiego prądu (IF = 20-60mA), dzięki czemu ciepło płyty kulkowej lampy HVLED jest zmniejszone. Grzejnik z tworzywa sztucznego o wysokiej przewodności cieplnej może wykorzystywać tradycyjne formowanie wtryskowe lub wytłaczarkę.
Jednorazowe formowanie, gotowy produkt ma wysoką gładkość. Znacznie poprawiają wydajność produkcji, a elastyczność projektowania jest wysoka, co może w pełni wykorzystać koncepcję projektową projektanta. Grzejnik z tworzywa sztucznego o wysokiej przewodności cieplnej jest polimeryzowany przez PLA (skrobia kukurydziana), która jest w pełni degradowalna, bez pozostałości, bez zanieczyszczeń chemicznych, bez zanieczyszczeń metalami ciężkimi w procesie produkcyjnym, bez ścieków, bez gazów odlotowych i spełnia globalne wymagania ochrony środowiska.
Plastikowy radiator o wysokiej przewodności cieplnej jest gęsto upakowany nanoskalowymi jonami metali między cząsteczkami PLA, które mogą szybko poruszać się w wysokich temperaturach i zwiększać energię promieniowania cieplnego. Jego witalność jest lepsza niż w przypadku radiatora z materiału metalowego. Grzejnik z tworzywa sztucznego o wysokiej przewodności cieplnej jest odporny na wysoką temperaturę, 150 ° C przez pięć godzin bez pękania lub deformacji. Jest używany z wysokonapięciowym liniowym programem sterowników stałego prądu, bez kondensatorów elektrolitycznych i indukcyjności o dużej objętości, znacznie poprawiając żywotność całej lampy LED, nieizolowanego rozwiązania zasilania i wysokiej wydajności, niski koszt. Jest szczególnie odpowiedni do stosowania świetlówek i lamp przemysłowych i górniczych o dużej mocy.
Grzejnik z tworzywa sztucznego o wysokiej przewodności cieplnej może być zaprojektowany z wieloma precyzyjnymi skrzydłami chłodzącymi, skrzydła chłodzące mogą być wykonane wiele i cienkie, a obszar rozpraszania ciepła może być zmaksymalizowany. Gdy skrzydła chłodzące działają, konwekcja powietrza jest automatycznie formowana w celu rozproszenia ciepła, a efekt rozpraszania ciepła jest lepszy. Ciepło kulki lampy LED jest bezpośrednio przenoszone do skrzydła rozpraszającego ciepło przez tworzywo sztuczne o wysokiej przewodności cieplnej, a ciepło jest szybko rozpraszane przez konwekcję powietrza i promieniowanie powierzchniowe.
Plastikowy radiator o wysokiej przewodności cieplnej ma mniejszą gęstość niż aluminium. Gęstość aluminium wynosi 2700kg/m3, natomiast gęstość plastiku wynosi 1420kg/m3, czyli prawie połowę aluminium. Dlatego waga plastikowego grzejnika o tym samym kształcie wynosi tylko 1/2 wagi aluminium. Co więcej, przetwarzanie jest proste, a cykl formowania można skrócić o 20-50%, co zmniejsza moc kosztów.
