Problemas de disipación de calor de las luminarias LED: análisis comparativo de cinco tipos de disipadores de calor

En la actualidad, una de las mayores dificultades técnicas de los accesorios de iluminación LED es el problema de disipación de calor, la mala disipación de calor conduce a la fuente de alimentación del controlador LED, los condensadores electrolíticos se han convertido en un eslabón débil para el desarrollo posterior de los accesorios de iluminación LED, la fuente de luz LED falla prematura.

Solo la exportación rápida de calor puede ser útil para reducir la temperatura de la cavidad dentro de las lámparas y linternas LED, puede mantener la fuente de alimentación no está en el entorno de alta temperatura duradero, a fin de evitar que la fuente de luz LED debido a un funcionamiento prolongado a alta temperatura y falla prematura.

Debido a que la fuente de luz LED en sí no tiene infrarrojos ni ultravioleta, por lo que no tiene la función de enfriamiento por radiación, la ruta de disipación de calor de los accesorios de iluminación LED solo puede ser a través de la combinación cercana del disipador de calor de la placa de perlas de la lámpara LED para exportar calor. Los disipadores de calor son necesarios para tener conducción de calor, convección de calor y radiación de calor.

Cualquier disipador de calor, además de poder conducir rápidamente el calor desde la fuente de calor hasta el exterior del disipador de calor, lo principal sigue siendo confiar en la convección y la radiación para emitir calor al aire. La conducción térmica solo se ocupa de la forma de transferencia de calor, mientras que la convección térmica es la función principal del disipador de calor, la función de disipación de calor se ve afectada principalmente por la capacidad del área de disipación de calor, la forma y la fuerza de convección natural, y la radiación térmica es solo una función auxiliar. En términos generales, si el calor de la fuente de calor al exterior del intervalo del disipador de calor es inferior a 5 milímetros, entonces solo cuando la conductividad térmica del material sea mayor que 5, el calor se puede exportar, la otra disipación de calor debe estar dominada por la convección térmica.

La mayoría de las fuentes de iluminación LED todavía utilizan perlas de lámpara LED de bajo voltaje (VF=3.2V), alta corriente (IF=200-700mA), debido a la alta temperatura durante el trabajo, se deben usar con alta conductividad térmica de aleación de aluminio. Generalmente hay disipadores de calor de aluminio fundido a presión, disipadores de calor de aluminio extruido, disipadores de calor de aluminio estampado. El disipador de calor de aluminio fundido a presión es un tipo de piezas de fundición a presión, la aleación de aluminio de cobre y zinc líquido se vierte en la entrada de la máquina de fundición a presión, mediante la fundición a presión de la máquina de fundición a presión, la fundición de antemano planifica el molde del disipador de calor de forma limitada.

A continuación se presenta un análisis comparativo de cinco tipos de disipadores de calor.

Disipador de calor de aluminio fundido a presión
El costo de producción se puede controlar, el ala del disipador de calor no se puede hacer delgada, es difícil maximizar el área de disipación de calor. Los disipadores de calor de lámparas y linternas LED utilizan comúnmente materiales de fundición a presión para ADC10 y ADC12.

 

Disipador de calor de aluminio extruido
El aluminio líquido se extruye a través de una matriz fija, y luego la barra se mecaniza y se corta en la forma requerida del disipador de calor, los costos de posprocesamiento son más altos. El disipador de calor de aluminio extruido se muestra en la Figura 3. El ala del disipador de calor se puede hacer mucho más delgada, el área de disipación de calor se maximiza y el ala del disipador de calor constituye automáticamente la difusión de calor por convección de aire cuando está en funcionamiento, y el efecto de disipación de calor es mejor. Los materiales comúnmente utilizados son AL6061 y AL6063.

 

Disipador de calor de aluminio estampado
El disipador de calor de aluminio estampado se realiza a través de la prensa y el troquel de acero, la lámina de aleación de aluminio estampada, tirando hacia arriba, de modo que se convierte en un disipador de calor tipo copa y tubo, la estampación forma la superficie del disipador de calor lisa alrededor de la periferia, debido a la falta de alas y el área limitada de disipación de calor. El material de aleación de aluminio comúnmente utilizado es 5052, 6061, 6063. La calidad de las piezas estampadas es muy pequeña, la tasa de utilización del material es alta, es un método de bajo costo.

 

La conductividad térmica del disipador de calor de aleación de aluminio es más satisfactoria y es más adecuada para fuentes de alimentación de corriente constante con conmutación de barrera. En cuanto a las fuentes de alimentación de corriente constante con conmutación sin bloqueo, es necesario hacer un buen trabajo de bloqueo de CA y CC, suministro de energía de alto y bajo voltaje a través del diseño estructural de lámparas y linternas para obtener la certificación CE o UL.

Disipador de calor de aluminio recubierto de plástico
El disipador de calor de aluminio recubierto de plástico es un tipo de disipador de calor con una carcasa de plástico conductor de calor y un núcleo de aluminio. El disipador de calor de aluminio y plástico térmico se utiliza en la máquina de moldeo por inyección para fabricar piezas enterradas en el núcleo del disipador de calor de aluminio, que debe mecanizarse previamente. Las perlas de calor de la lámpara LED pasan a través del núcleo del disipador de calor de aluminio por conducción rápida hasta el plástico térmico, que utiliza su composición de múltiples aletas para disipar el calor por convección de aire y utiliza su superficie para irradiar parte del calor.

 

El disipador de calor de aluminio revestido de plástico generalmente usa el color original del plástico térmico blanco y negro, el efecto de disipación de calor por radiación del disipador de calor de aluminio revestido de plástico negro es un poco mejor. El plástico termoconductor es un material termoplástico, la fluidez, la densidad, la resistencia y la fuerza del material son fáciles de moldear por inyección, con buena resistencia al frío y las características del ciclo de choque térmico, la función de aislamiento es excelente. El coeficiente de radiación del plástico termoconductor es mejor que los materiales metálicos ordinarios. La densidad del plástico termoconductor que el aluminio fundido a presión y la cerámica es un 40% menor que la misma forma del disipador de calor, el aluminio revestido de plástico se puede cortar en casi un tercio del peso; en comparación con el disipador de calor de aluminio completo, los costos de procesamiento son bajos, el ciclo de procesamiento es corto, la temperatura de procesamiento es baja; el producto no es frágil; la máquina de moldeo por inyección propiedad del cliente se puede diferenciar para el diseño y la producción de lámparas y linternas de la forma. La función de aislamiento del disipador de calor de aluminio revestido de plástico es buena, fácil de pasar las regulaciones de seguridad.

Disipador de calor de plástico de alta conductividad térmica.
Los disipadores de calor de plástico de alta conductividad térmica se han desarrollado rápidamente recientemente, los disipadores de calor de plástico de alta conductividad térmica son un tipo de disipador de calor totalmente plástico, su conductividad térmica es docenas de veces mayor que la de los plásticos generales, hasta 2-9w/mk, tiene una buena conducción de calor y radiación de calor; se puede utilizar en una variedad de nuevos materiales aislantes para lámparas de potencia y linternas, y se puede utilizar ampliamente en todo tipo de lámparas y linternas LED de 1W a 200W.

 

Plástico de alta conductividad térmica con clasificación de voltaje de comunicación de hasta 6000 V, adecuado para la selección de fuente de alimentación de corriente constante de conmutación no aislada, fuente de alimentación de corriente constante lineal de alto voltaje HVLED. Este tipo de accesorios de iluminación LED es fácil de pasar CE, TUV, UL y otras pruebas de seguridad severas. HVLED elige condiciones de funcionamiento de alto voltaje (VF=35-280VDC), pequeña corriente (IF=20-60mA), por lo que se reduce el calor del tablero de cuentas HVLED. Disipador de calor de plástico de alta conductividad térmica que utiliza moldeo por inyección tradicional, la máquina de extrusión puede ser. Moldeo de una sola vez, alto acabado del producto. Mejora significativamente la eficiencia de la producción, la sensibilidad de planificación del modelado, puede dar rienda suelta a los conceptos de planificación del planificador. Disipador de calor de plástico de alta conductividad térmica que utiliza polimerización de PLA (almidón de maíz), degradación completa, sin residuos, sin contaminación química, el proceso de producción sin contaminación por metales pesados, sin aguas residuales, sin gases de escape, en línea con los requisitos ambientales globales.

Las moléculas internas de PLA del disipador de calor de plástico de alta conductividad térmica están densamente empaquetadas con iones metálicos a escala nanométrica, que pueden moverse rápidamente a altas temperaturas, agregando energía de radiación térmica. Su vitalidad es mejor que la del disipador de calor de material metálico. Disipador de calor de plástico de alta conductividad térmica resistente a altas temperaturas, 150 grados durante cinco horas sin agrietarse, sin deformarse, con uso de programa de controlador de IC de corriente constante lineal de alto voltaje, sin condensadores electrolíticos ni inductores de gran volumen, mejora significativamente la vida útil de la lámpara LED, plan de suministro de energía no aislado, alta eficiencia, bajo costo. Especialmente adecuado para tubos fluorescentes, lámparas industriales y mineras de alta potencia.

El disipador de calor de plástico de alta conductividad térmica puede diseñar muchas alas de disipador de calor de precisión, el ala del disipador de calor puede hacer más y más delgada, el área de disipación de calor para obtener la máxima expansión, la operación del ala del disipador de calor constituye automáticamente la dispersión de calor por convección de aire, el efecto de disipación de calor es mejor. el calor de la perla de la lámpara LED a través del plástico de alta conductividad térmica directamente al ala del disipador de calor, a través de la convección de aire y la radiación de la superficie, la disipación de calor rápida.

El disipador de calor de plástico de alta conductividad térmica es más ligero que el aluminio. La densidad del aluminio es de 2700 kg/m3, mientras que la densidad del plástico es de 1420 kg/m3, casi la mitad que el aluminio, por lo que la forma del disipador de calor es la misma, el disipador de calor de plástico pesa la mitad que el aluminio y es fácil de procesar, su ciclo de moldeo se puede acortar en un 20-50%, lo que también reduce el costo de los beneficios.

 

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