Tällä hetkellä LED-valaisimien suurin tekninen ongelma on lämmön poistuminen. Huono lämmönpoisto on johtanut LED-ajovirtalähteisiin ja elektrolyyttikondensaattoreihin, joista on tullut puutteita LED-valaisimien jatkokehityksessä ja syynä LED-valonlähteiden ennenaikaiseen rappeutumiseen.
LV LED -valonlähdettä käyttävässä valaisinratkaisussa, koska LED-valonlähde toimii matalajännitteisessä (VF=3,2V), suurella virralla (IF=300～700mA) työtilassa, se tuottaa paljon lämpöä. Perinteisten valaisimien tila on pieni ja pinta-ala pieni. Patterin on vaikea haihduttaa lämpöä nopeasti. Vaikka erilaisia lämmönpoistomenetelmiä otettiin käyttöön, tulokset eivät olleet tyydyttäviä ja niistä tuli ratkaisematon ongelma LED-valaisimille. Etsimme jatkuvasti materiaaleja, jotka ovat helppokäyttöisiä, joilla on hyvä lämmönjohtavuus ja edullisia.
Tällä hetkellä LED-valonlähteen kytkemisen jälkeen sähköenergiasta noin 30 % muuttuu valoenergiaksi ja loput lämpöenergiaksi. Siksi niin suuren lämpöenergian vienti mahdollisimman pian on keskeinen tekniikka LED-lamppujen rakennesuunnittelussa. Lämpöenergia on haihdutettava lämmön johtumisen, lämmön konvektion ja lämpösäteilyn kautta. Vain haihduttamalla lämpöä mahdollisimman pian, LED-lampun ontelon lämpötilaa voidaan vähentää tehokkaasti ja virtalähde voidaan suojata työskentelyltä pitkäkestoisessa korkeassa lämpötilassa ja LED-valonlähteen ennenaikaiselta vanhenemiselta pitkästä aikaa. - Pitkäaikainen käyttö korkeissa lämpötiloissa voidaan välttää.
LED-valaistuksen lämmönpoistopolku
Koska itse LED-valolähteessä ei ole infrapuna- tai ultraviolettisäteitä, itse LED-valonlähteellä ei ole säteilyn lämmönpoistotoimintoa. LED-valaisimen lämmönpoistomenetelmä voi ottaa lämpöä vain jäähdyttimen läpi tiiviisti yhdistettynä LED-lamppuhelmilevyyn. Patterilla on oltava lämmönjohtavuus, lämmön konvektio ja lämpösäteily.
Mikä tahansa patteri, sen lisäksi, että se pystyy nopeasti johtamaan lämpöä lämmönlähteestä patterin pintaan, tärkeintä on haihduttaa lämpöä ilmaan konvektiolla ja säteilyllä. Lämmönjohtavuus ratkaisee vain lämmönsiirtotavan, ja lämpökonvektio on patterin päätehtävä. Lämmönpoistokyky määräytyy pääasiassa lämmönpoistoalueen, muodon ja luonnollisen konvektiointensiteetin kyvyn perusteella. Lämpösäteily on vain aputoiminto.
Yleisesti ottaen, jos etäisyys lämmönlähteestä jäähdyttimen pintaan on alle 5 mm, niin kauan kuin materiaalin lämmönjohtavuus on suurempi kuin 5, lämpöä voidaan viedä ja muun lämmönpoiston on oltava hallitsee lämpökonvektio.
Suurin osa LED-valolähteistä käyttää edelleen matalajännitteisiä (VF=3,2V) ja suurvirtaisia (IF=200～700mA) LED-lamppuhelmiä. Korkean lämmön vuoksi käytön aikana on käytettävä alumiiniseosta, jolla on korkeampi lämmönjohtavuus. Yleensä on painevaletut alumiinipatterit, suulakepuristetut alumiinipatterit ja meistetut alumiinipatterit. Painevalualumiinijäähdytin on painevaluosien tekniikka. Nestemäinen sinkki, kupari ja alumiiniseos kaadetaan painevalukoneen tuloaukkoon, ja painevalukone painevaletaan jäähdyttimen valamiseksi, jonka muoto on rajoitettu ennalta suunnitellulla muotilla.
Painevalettu alumiinijäähdytin
Tuotantokustannukset ovat hallittavissa, eikä lämmönpoistosiipeä voi tehdä ohueksi, ja lämmönpoistoaluetta on vaikea suurentaa. Yleisimmin käytetyt painevalumateriaalit LED-lamppusäteilijöissä ovat ADC10 ja ADC12.
Suulakepuristettu alumiininen jäähdytin
Nestemäinen alumiini suulakepuristetaan kiinteän muotin läpi, minkä jälkeen tanko koneistetaan ja leikataan jäähdyttimen vaadittuun muotoon. Myöhemmät käsittelykustannukset ovat suhteellisen korkeat. Säteilevä siipi voidaan tehdä moninkertaiseksi ja ohueksi, ja lämmönpoistoalue laajenee suurimmassa määrin. Kun säteilevä siipi toimii, ilman konvektio muodostuu automaattisesti lämmön hajauttamiseksi, ja lämmönpoistovaikutus on parempi. Yleisimmät materiaalit ovat AL6061 ja AL6063.
Leimattu alumiininen jäähdytin
on puristaa ja vetää ylös teräs- ja alumiiniseoslevyjä lävistämällä puristimia ja muotteja, jotta niistä tulee kupin muotoinen jäähdytin. Lävistetyn jäähdyttimen sisä- ja ulkokehä ovat sileät, ja lämmönpoistoalue on rajoitettu siipien puuttumisen vuoksi. Yleisimmät alumiiniseosmateriaalit ovat 5052, 6061 ja 6063. Leimausosien laatu on pieni ja materiaalien käyttöaste korkea, mikä on edullinen ratkaisu.
Alumiiniseospatterin lämmönjohtavuus on ihanteellinen, ja se sopii paremmin eristettyyn kytkentävakiovirtalähteeseen. Eristämättömien kytkinvakiovirtalähteiden osalta on tarpeen eristää AC- ja DC-, korkea- ja pienjännitevirtalähteet lampun rakennesuunnittelun kautta, jotta ne voivat läpäistä CE- tai UL-sertifioinnin.
Muovipäällysteinen alumiinijäähdytin
on jäähdytyselementti, jossa on lämpöä johtava muovikuori ja alumiiniydin. Lämpöä johtava muovi ja alumiininen jäähdytyselementti muodostetaan ruiskuvalukoneeseen kerralla, ja alumiinijäähdytyselementtiä käytetään upotettuna osana, joka on työstettävä etukäteen. LED-lamppuhelmen lämpö siirtyy nopeasti lämpöä johtavaan muoviin alumiinisen lämmönpoistoytimen kautta. Lämpöä johtava muovi käyttää useita siipiään muodostamaan ilman konvektiota lämmön haihduttamiseksi ja käyttää pintaansa säteilemään osan lämmöstä.
Muovipäällysteisissä alumiinipattereissa käytetään yleensä lämpöä johtavien muovien alkuperäisiä värejä, valkoista ja mustaa, ja mustilla muovipäällysteisillä alumiinipattereilla on parempi säteilyn lämmönpoistovaikutus. Lämpöä johtava muovi on eräänlainen termoplastinen materiaali. Materiaalin juoksevuus, tiheys, sitkeys ja lujuus on helppo ruiskumuovata. Sillä on hyvä kylmä- ja lämpöshokkien kestävyys ja erinomaiset eristysominaisuudet. Lämpöä johtavan muovin emissiokerroin on parempi kuin tavallisten metallimateriaalien.
Lämpöä johtavan muovin tiheys on 40 % pienempi kuin painevaletun alumiinin ja keramiikan. Muovipäällysteisen alumiinin painoa voidaan vähentää lähes kolmanneksella saman muodon jäähdyttimellä. Verrattuna kokonaan alumiiniseen jäähdyttimeen, käsittelykustannukset ovat alhaiset, käsittelyjakso on lyhyt ja käsittelylämpötila on alhainen; Valmis tuote ei ole hauras; asiakkaan toimittama ruiskuvalukone voi suunnitella ja valmistaa valaisimen erilaisen ulkonäön. Muovipäällysteisellä alumiinijäähdyttimellä on hyvä eristyskyky ja se on helppo läpäistä turvallisuusmääräykset.
Korkean lämmönjohtavuuden omaava muovinen patteri
Korkean lämmönjohtavuuden omaava muovipatteri on kehittynyt nopeasti viime aikoina. Korkean lämmönjohtavuuden omaava muovipatteri on kokonaan muovinen patteri. Sen lämmönjohtavuus on kymmeniä kertoja korkeampi kuin tavallisen muovin ja on 2-9w/mk. Sillä on erinomaiset lämmönjohtavuus ja lämmönsäteilyominaisuudet. ; Uuden tyyppinen eristävä ja lämpöä haihduttava materiaali, jota voidaan käyttää erilaisiin teholamppuihin ja jota voidaan käyttää laajasti erilaisissa 1W～200W LED-lampuissa.
Korkean lämmönjohtavuuden muovi kestää jänniteluokitusta jopa 6000 V AC, sopii eristämättömään kytkimen vakiovirtavirtalähteeseen, HVLED-suurjännitteiseen lineaariseen vakiovirtavirtalähteeseen. Tee tällaisista LED-valaistuslampuista helppo läpäistä CE-, TUV-, UL- ja muut tiukat turvallisuustarkastukset. HVLED ottaa käyttöön korkean jännitteen (VF=35-280VDC), matalan virran (IF=20-60mA) toimintatilan, joten HVLED-lamppuhelmilevyn lämpö vähenee. Korkean lämmönjohtavuuden muovipatteri voi käyttää perinteistä ruiskuvalua tai ekstruuderia.
Kerran muovaus, valmiilla tuotteella on korkea sileys. Parantaa merkittävästi tuotannon tehokkuutta ja suunnittelun joustavuus on korkea, mikä voi antaa täyden pelin suunnittelijan' suunnittelukonseptille. Korkean lämmönjohtavuuden muovipatteri on polymeroitu PLA:lla (maissitärkkelys), joka on täysin hajoava, ei jäämiä, ei kemiallista saastumista, ei raskasmetallisaastetta tuotantoprosessissa, ei jätevettä, ei jätekaasua ja täyttää maailmanlaajuiset ympäristönsuojeluvaatimukset.
Korkean lämmönjohtavuuden muovinen jäähdytyselementti on tiiviisti täynnä nanokokoisia metalli-ioneja PLA-molekyylien välillä, jotka voivat liikkua nopeasti korkeissa lämpötiloissa ja lisätä lämpösäteilyenergiaa. Sen elinvoimaisuus on parempi kuin metallimateriaalin jäähdytyselementin. Korkean lämmönjohtavuuden muovipatteri kestää korkeita lämpötiloja, 150 ℃ viisi tuntia rikkoutumatta tai muodonmuutosta. Sitä käytetään korkeajännitteisen lineaarisen vakiovirran IC-ohjainohjelman kanssa, ilman elektrolyyttikondensaattoreita ja suuren volyymin induktanssia, mikä parantaa huomattavasti koko LED-lampun käyttöikää, eristämätöntä virtalähderatkaisua ja korkea hyötysuhde, alhainen hinta. Se soveltuu erityisen hyvin loisteputkien ja suuritehoisten teollisuus- ja kaivoslamppujen käyttöön.
Korkean lämmönjohtavuuden muovipatteri voidaan suunnitella monilla tarkoilla jäähdytyssiipillä, jäähdytyssiiveistä voidaan tehdä useita ja ohuita, ja lämmönpoistoalue voidaan maksimoida. Kun jäähdytyssiivet toimivat, ilman konvektio muodostuu automaattisesti lämmön hajauttamiseksi, ja lämmönpoistovaikutus on parempi. LED-lamppuhelmen lämpö siirtyy suoraan lämmönpoistosiipeen korkean lämmönjohtavuuden muovin kautta, ja lämpö haihtuu nopeasti ilman konvektion ja pintasäteilyn kautta.
Korkean lämmönjohtavuuden omaava muovinen jäähdytyselementti on kevyempi kuin alumiinilla. Alumiinin tiheys on 2700 kg/m3 ja muovin 1420 kg/m3, mikä on lähes puolet alumiinin tiheydestä. Siksi samanmuotoisen muovipatterin paino on vain 1/2 alumiinin painosta. Lisäksi käsittely on yksinkertaista, ja muovausjaksoa voidaan lyhentää 20-50%, mikä vähentää kustannustehokkuutta.
