Порівняння п'яти типів радіаторів для світлодіодних освітлювальних приладів

Найбільшою технічною проблемою, з якою зараз стикаються світлодіодні освітлювальні прилади, є проблема розсіювання тепла. Погане розсіювання тепла призводить до того, що джерело живлення світлодіодного драйвера та електролітичні конденсатори стають вузькими місцями в подальшому розвитку світлодіодних освітлювальних приладів, а також причиною передчасного старіння світлодіодного джерела світла.

 

В даний час при включенні світлодіодного джерела світла близько 30% електричної енергії перетворюється в енергію світла, а решта перетворюється в енергію тепла. Тому швидке розсіювання такої великої кількості тепла є ключовим технічним аспектом конструкції світлодіодних світильників. Теплова енергія повинна розсіюватися шляхом теплопровідності, конвекції тепла та теплового випромінювання. Лише за рахунок швидкого розсіювання тепла можна ефективно знизити температуру порожнини всередині світлодіодного світильника, захищаючи джерело живлення від роботи в постійному високотемпературному середовищі та запобігаючи передчасному старінню світлодіодного джерела світла через тривалу роботу при високій температурі.

 

Давайте слідувати ZP HEAT SINK, щоб дослідити шляхи розсіювання тепла світлодіодними освітлювальними приладами:

Оскільки світлодіодні джерела світла не мають інфрачервоних або ультрафіолетових променів, вони не мають здатності розсіювати тепло випромінюванням. Таким чином, шлях розсіювання тепла світлодіодними освітлювальними приладами може покладатися лише на радіатори, тісно поєднані з бортовою платою світлодіодної лампи для розсіювання тепла. Тепловідвідники повинні мати функції теплопровідності, теплоконвекції та теплового випромінювання.

 

Будь-який радіатор, окрім швидкого переведення тепла від джерела тепла до поверхні радіатора, насамперед залежить від конвекції та випромінювання для розсіювання тепла в повітрі. Теплопровідність стосується лише шляху передачі, тоді як конвекція тепла є основною функцією радіатора. Ефективність розсіювання тепла в основному визначається площею розсіювання тепла, формою та здатністю природної конвекції. Теплове випромінювання відіграє лише допоміжну роль.

 

Загальні методи розсіювання тепла включають алюмінієві радіатори з лиття під тиском, екструдовані алюмінієві радіатори, штамповані алюмінієві радіатори, алюмінієво-пластикові композитні радіатори та пластикові радіатори з високою теплопровідністю.

 

Литий алюмінієвий радіатор
Вартість виробництва можна контролювати, але охолоджуючі ребра неможливо зробити тонкими, що ускладнює максимізацію площі розсіювання тепла. Звичайними матеріалами для лиття під тиском для радіаторів світлодіодних ламп є ADC10 і ADC12.

 

Екструдований алюмінієвий радіатор
Рідкий алюміній екструдується у форму через фіксовану прес-форму, а потім брусок вирізається в необхідну форму радіатора за допомогою механічної обробки, що призводить до вищих витрат на подальшу обробку. Ребра охолодження можна зробити дуже тонкими і численними, значно розширивши площу тепловіддачі. Ребра охолодження автоматично створюють конвекцію повітря для розсіювання тепла під час роботи, що сприяє кращому розсіюванню тепла. Поширеними матеріалами є AL6061 і AL6063.

 

 

Штампований алюмінієвий радіатор
За допомогою штампувального преса та прес-форми пластини зі сталі або алюмінієвого сплаву штампуються та витягуються для формування чашоподібних радіаторів. Внутрішня і зовнішня периферії штампованих радіаторів гладкі, але площа розсіювання тепла обмежена через відсутність ребер. Звичайними матеріалами з алюмінієвих сплавів є 5052, 6061 і 6063. Штамповані деталі легкі та мають високий рівень використання матеріалу, що робить це недороге рішення.

 

 

Теплопровідність радіаторів з алюмінієвого сплаву є відносно ідеальною, що робить їх придатними для ізольованих імпульсних джерел живлення постійного струму. Для неізольованих імпульсних джерел живлення постійного струму конструктивна конструкція лампи повинна забезпечувати ізоляцію джерел живлення змінного та постійного струму, високої та низької напруги для проходження сертифікації CE або UL.

 

Алюмінієво-пластиковий композитний радіатор
Це радіатор з термопластиковою оболонкою і алюмінієвим сердечником. Термічний пластик і алюмінієвий сердечник радіатора формуються за один етап на машині для лиття під тиском, при цьому алюмінієвий сердечник радіатора попередньо обробляється як вбудована частина. Тепло від намистин світлодіодної лампи швидко передається до термопластику через алюмінієвий сердечник радіатора. Термопластик утворює повітряну конвекцію своїми кількома крилами для розсіювання тепла та випромінює частину тепла зі своєї поверхні.

 

 

Термічна щільність пластику в порівнянні з литим під тиском алюмінієм і керамікою
Щільність термопластика на 40% менше, ніж литого під тиском алюмінію та кераміки. Для радіаторів однакової форми вага алюмінієво-пластикового композитного радіатора може бути зменшена майже на одну третину. У порівнянні з повністю алюмінієвими радіаторами вартість обробки нижча, цикл обробки коротший, а температура обробки нижча. Готовий виріб нелегко зламати. Клієнти можуть використовувати власні машини для лиття під тиском для виробництва освітлювальних приладів із диференційованим дизайном. Алюмінієво-пластикові композитні радіатори мають хороші теплоізоляційні властивості та легко відповідають стандартам безпеки.

 

 

Пластиковий радіатор з високою теплопровідністю
Пластиковий радіатор із високою теплопровідністю – це повністю пластиковий радіатор із коефіцієнтом теплопровідності, який у десятки разів перевищує коефіцієнт теплопровідності звичайного пластику, досягаючи 2-9 Вт/м·К. Має відмінну теплопровідність і здатність випромінювати тепло. Це новий тип ізоляційного матеріалу для розсіювання тепла, застосовний до різних потужних ламп, широко використовується в світлодіодних лампах від 1 Вт до 200 Вт.

Пластик з високою теплопровідністю витримує рівень напруги до 6000 В змінного струму, підходить для використання з неізольованими імпульсними джерелами живлення постійного струму та високовольтними лінійними джерелами постійного струму HVLED. Це дозволяє таким світлодіодним освітлювальним приладам легко проходити суворі тести на безпеку, такі як CE, TUV і UL. HVLED працює під високою напругою (VF=35-280VDC) і низьким струмом (IF=20-60mA), що зменшує тепло, що виділяється намистинною платою лампи HVLED. Пластикові радіатори з високою теплопровідністю можна виготовляти за допомогою традиційних машин для лиття під тиском та екструзії.

 

Усередині пластикового радіатора з високою теплопровідністю нанорозмірні іони металу щільно розподілені серед молекул PLA, які можуть швидко рухатися при високих температурах, збільшуючи енергію теплового випромінювання. Його активність перевершує радіатори металевих матеріалів. Пластикові радіатори з високою теплопровідністю стійкі до високих температур, не тріскаються і не деформуються після п'яти годин при 150 градусах. При використанні зі схемами високовольтного лінійного приводу з постійним струмом, їм не потрібні електролітичні конденсатори та великі котушки індуктивності, що значно збільшує термін служби всієї світлодіодної лампи. Неізольовані схеми джерел живлення пропонують високу ефективність і низьку вартість, що робить їх особливо придатними для застосування у люмінесцентних трубках і потужних промислових і шахтних лампах.

 

Пластикові радіатори з високою теплопровідністю можуть мати багато тонких охолоджуючих ребер. Ребра охолодження можна зробити дуже тонкими і численними, значно розширивши площу тепловіддачі. Ребра охолодження автоматично створюють конвекцію повітря для розсіювання тепла під час роботи, що забезпечує хороше розсіювання тепла. Тепло від намистин світлодіодної лампи безпосередньо передається до охолоджуючих ребер через пластик із високою теплопровідністю та швидко розсіюється через конвекцію повітря та поверхневе випромінювання.

 

Щільність пластикових радіаторів з високою теплопровідністю легше алюмінієвих. Щільність алюмінію становить 2700 кг/м³, а щільність пластику — 1420 кг/м³, що приблизно вдвічі менше, ніж у алюмінію. Тому для радіаторів однакової форми вага пластикових радіаторів становить лише половину ваги алюмінієвих. Крім того, обробка проста, цикл формування скорочений на 20-50%, що також знижує вартість.

 

Вищезазначене поділяє технічна команда ZP HEAT SINK. Будь ласка, продовжуйте стежити за новинами ZP HEAT SINK, щоб отримати більше цікавого вмісту.