Най-голямото техническо предизвикателство за LED осветителните тела в момента е разсейването на топлината. Лошото разсейване на топлината доведе до захранването на LED драйвера и електролитните кондензатори, които се превърнаха в недостатък за по-нататъшното развитие на LED осветителните тела и причината за преждевременното стареене на LED източниците на светлина.
В осветителната схема, използваща LV LED източник на светлина, поради работното състояние на LED източник на светлина при ниско напрежение (VF=3,2V) и висок ток (IF=300-700mA), той генерира много топлина. Традиционните осветителни тела имат ограничено пространство и е трудно за радиаторите с малка площ бързо да разсейват топлината. Въпреки използването на различни решения за разсейване на топлината, резултатите бяха незадоволителни и се превърнаха в неразрешим проблем за LED осветителните тела. Ние винаги се стремим да намерим прости и лесни за използване материали за разсейване на топлината с добра топлопроводимост и ниска цена.
В момента, когато светодиодните източници на светлина се захранват, около 30% от електрическата енергия се преобразува в светлинна енергия, а останалата част се преобразува в топлинна енергия. Следователно изнасянето на толкова много топлинна енергия възможно най-скоро е ключова технология в структурния дизайн на LED лампи. Топлинната енергия трябва да се разсейва чрез топлинна проводимост, конвекция и радиация. Само чрез изнасяне на топлина възможно най-бързо температурата в кухината вътре в LED лампата може да бъде ефективно намалена, захранването да бъде защитено от работа в продължителна среда с висока температура и преждевременното стареене на LED източника на светлина, причинено от дълготрайно високо - да се избягва работа при високи температури.
Пътят на разсейване на топлината на LED осветителните тела
Тъй като самите LED източници на светлина нямат инфрачервено или ултравиолетово лъчение, те нямат функция за разсейване на топлината от радиация. Пътят на разсейване на топлината на LED осветителните тела може да бъде изнесен само през радиатор, тясно комбиниран с LED борда с мъниста. Радиаторът трябва да има функции на топлопроводимост, топлинна конвекция и топлинно излъчване.
Всеки радиатор, освен че може бързо да пренася топлината от източника на топлина към повърхността на радиатора, разчита главно на конвекция и радиация, за да разсейва топлината във въздуха. Топлинната проводимост разрешава само пътя на пренос на топлина, докато термичната конвекция е основната функция на радиаторите. Ефективността на разсейване на топлината се определя главно от площта на разсейване на топлината, формата и интензитета на естествената конвекция, а топлинното излъчване е само спомагателна функция.
Най-общо казано, ако разстоянието от източника на топлина до повърхността на радиатора е по-малко от 5 мм, докато топлопроводимостта на материала е по-голяма от 5, неговата топлина може да бъде изнесена, а останалата част от разсейването на топлината трябва да да бъде доминиран от топлинна конвекция.
Повечето източници на LED осветление все още използват LED перли с ниско напрежение (VF=3.2V) и висок ток (IF=200-700mA). Поради високата топлина, генерирана по време на работа, трябва да се използват алуминиеви сплави с висока топлопроводимост. Обикновено има радиатори от лят алуминий, екструдирани алуминиеви радиатори и щамповани алуминиеви радиатори. Лят алуминиев радиатор е технология за леене под налягане на части, при която течна цинково-медна алуминиева сплав се излива в захранващия порт на машината за леене под налягане и след това се лее под налягане от машината за леене под налягане, за да се получи радиатор с определена форма чрез предварително проектирана форма.
Радиатор от лят алуминий
Производствените разходи могат да се контролират, но крилата за разсейване на топлината не могат да бъдат направени тънки, което затруднява увеличаването на площта за разсейване на топлината. Често използваните материали за леене под налягане за радиатори на LED лампи са ADC10 и ADC12.
Изцеден алуминиев радиатор
Изстискването на течен алуминий във форма чрез фиксирана форма и след това изрязването на пръта в желаната форма на радиатор чрез машинна обработка води до по-високи разходи за обработка в по-късните етапи. Крилата за разсейване на топлината могат да бъдат направени много тънки, с максимално разширяване на площта на разсейване на топлината. Когато крилата за разсейване на топлината работят, те автоматично образуват въздушна конвекция за разпръскване на топлина и ефектът на разсейване на топлината е добър. Често използваните материали са AL6061 и AL6063.
Щампован алуминиев радиатор
Постига се чрез щамповане и издърпване на плочи от стомана и алуминиева сплав с щанцоващи машини и форми за оформяне на радиатори с форма на чаша. Щампованите радиатори имат гладки вътрешни и външни ръбове, но ограничена площ на разсейване на топлината поради липсата на крила. Често използваните материали от алуминиеви сплави са 5052, 6061 и 6063. Частите за щамповане имат ниско качество и високо използване на материала, което ги прави евтино решение.
Топлинната проводимост на радиаторите от алуминиева сплав е идеална и подходяща за захранване с постоянен ток с изолиран ключ. За неизолирани превключващи захранвания с постоянен ток е необходимо да се изолират AC и DC, високо и ниско напрежение чрез структурния дизайн на осветителните тела, за да преминат CE или UL сертификация.
Алуминиев радиатор с пластмасово покритие
Това е радиатор с топлопроводим пластмасов корпус и алуминиево ядро. Топлопроводимата пластмаса и алуминиевото ядро за разсейване на топлината се формоват наведнъж на машина за леене под налягане, а алуминиевото ядро за разсейване на топлината се използва като вградена част, която изисква механична обработка предварително. Топлината на LED перлите бързо се отвежда към топлопроводимата пластмаса през алуминиевата сърцевина за разсейване на топлината. Термопроводимата пластмаса използва множеството си крила, за да образува разсейване на топлината чрез въздушна конвекция и излъчва част от топлината върху повърхността си.
Алуминиевите радиатори с пластмасова обвивка обикновено използват оригиналните цветове на топлопроводимата пластмаса, бяло и черно. Алуминиевите радиатори с черна пластмасова обвивка имат по-добър ефект на разсейване на топлината от радиация. Термопроводимата пластмаса е вид термопластичен материал, който е лесен за оформяне чрез леене под налягане поради своята течливост, плътност, издръжливост и здравина. Има отлична устойчивост на цикли на термичен удар и отлични изолационни характеристики. Топлопроводимите пластмаси имат по-висок коефициент на излъчване от обикновените метални материали.
Плътността на топлопроводимата пластмаса е с 40% по-ниска от тази на лятия алуминий и керамиката. За радиатори с еднаква форма теглото на алуминия с пластмасово покритие може да бъде намалено с близо една трета; В сравнение с всички алуминиеви радиатори, той има по-ниски разходи за обработка, по-кратки цикли на обработка и по-ниски температури на обработка; Готовият продукт не е крехък; Клиентите могат да осигурят собствени шприц машини за диференциран дизайн на външния вид и производство на осветителни тела. Алуминиевият радиатор с пластмасова обвивка има добри изолационни характеристики и лесно се поддава на изискванията за безопасност.
Пластмасов радиатор с висока топлопроводимост
Напоследък бързо се развиват пластмасовите радиатори с висока топлопроводимост. Пластмасовите радиатори с висока топлопроводимост са тип всички пластмасови радиатори с топлопроводимост десетки пъти по-висока от обикновените пластмаси, достигайки 2-9w/mk, и имат отлична топлопроводимост и радиационни възможности; Нов тип изолация и материал за разсейване на топлината, който може да се прилага към лампи с различна мощност и може да се използва широко в различни LED лампи, вариращи от 1 W до 200 W.
Пластмасата с висока топлопроводимост може да издържи AC 6000V и е подходяща за използване на неизолиран превключвател на захранване с постоянен ток и линейно захранване с постоянен ток с високо напрежение на HVLED. Направете тези LED осветителни тела лесни за преминаване на строги проверки за безопасност като CE, TUV, UL и др. HVLED работи в състояние на високо напрежение (VF=35-280VDC) и нисък ток (IF=20-60mA), което намалява топлината поколение на HVLED мънистата дъска. Пластмасовите радиатори с висока топлопроводимост могат да бъдат направени с помощта на традиционни машини за леене под налягане или екструдиране.
Веднъж оформен, крайният продукт има висока гладкост. Значително подобряване на производителността, с висока гъвкавост в стилния дизайн, което позволява на дизайнерите да използват напълно своите дизайнерски концепции. Пластмасовият радиатор с висока топлопроводимост е направен от полимеризация на PLA (царевично нишесте), която е напълно разградима, без остатъци и без химическо замърсяване. Производственият процес няма замърсяване с тежки метали, няма канализация и няма изгорели газове, отговаряйки на глобалните екологични изисквания.
Молекулите PLA вътре в пластмасовия радиатор с висока топлопроводимост са плътно опаковани с наноразмерни метални йони, които могат да се движат бързо при високи температури и да увеличат енергията на топлинното излъчване. Неговата жизненост е по-добра от тази на телата, разсейващи топлината от метални материали. Пластмасовият радиатор с висока топлопроводимост е устойчив на високи температури и не се счупва или деформира в продължение на пет часа при 150 ℃. Когато се прилага с решение за IC задвижване с линеен постоянен ток с високо напрежение, то не изисква електролитни кондензатори или индуктори с голям обем, което значително подобрява живота на LED светлините. Това е решение за неизолирано захранване с висока ефективност и ниска цена. Особено подходящ за приложение на луминесцентни тръби и мощни минни лампи.
Пластмасовите радиатори с висока топлопроводимост могат да бъдат проектирани с много прецизни крила за разсейване на топлината, които могат да бъдат направени много тънки, за да се увеличи максимално разширяването на площта за разсейване на топлината. Когато крилата за разсейване на топлината работят, те автоматично образуват въздушна конвекция за разсейване на топлината, което води до по-добър ефект на разсейване на топлината. Топлината на LED перлите се прехвърля директно към крилото за разсейване на топлината чрез пластмаса с висока топлопроводимост и бързо се разсейва чрез въздушна конвекция и повърхностно излъчване.
Пластмасовите радиатори с висока топлопроводимост имат по-лека плътност от алуминиевите. Плътността на алуминия е 2700 kg/m3, докато плътността на пластмасата е 1420 kg/m3, което е почти половината от алуминия. Следователно, за радиатори с еднаква форма, теглото на пластмасовите радиатори е само 1/2 от алуминия. А обработката е проста и цикълът на формоване може да бъде съкратен с 20-50%, което също намалява цената на енергията.
Време на публикуване: 30 август 2024 г