Comparaison de 5 types de dissipateur de chaleur pour les luminaires à LED

À l'heure actuelle, le plus gros problème technique des luminaires à LED est le problème de la dissipation de la chaleur

La mauvaise dissipation de la chaleur conduit à l'alimentation électrique des LED et aux condensateurs électrolytiques, qui sont devenus le raccourci pour le développement ultérieur des luminaires à LED, et la raison du vieillissement prématuré des sources lumineuses à LED.
Dans le schéma de lampe utilisant une source de lumière LED LV, parce que la source de lumière LED fonctionne dans un état de fonctionnement basse tension (VF = 3,2 V), courant élevé (IF = 300 ~ 700mA), la chaleur est très forte et l'espace de traditionnel les lampes sont étroites et petites.Il est difficile pour un radiateur de dissiper la chaleur très rapidement.Bien qu'une variété de schémas de dissipation thermique aient été adoptés, les résultats ne sont pas satisfaisants et c'est devenu un problème insoluble pour les luminaires à LED.La recherche de matériaux de dissipation thermique faciles à utiliser, thermiquement conducteurs et à faible coût est toujours en cours.

À l'heure actuelle, après la mise sous tension de la source de lumière LED, environ 30 % de l'énergie électrique est convertie en énergie lumineuse et le reste est converti en énergie thermique.Par conséquent, c'est la technologie clé de la conception de la structure de la lampe à LED pour exporter autant d'énergie thermique dès que possible.L'énergie thermique doit être dissipée par conduction thermique, convection thermique et rayonnement thermique.Ce n'est qu'en exportant de la chaleur dès que possible que la température de la cavité dans la lampe à LED peut être efficacement réduite, que l'alimentation électrique peut être protégée contre le travail dans un environnement à haute température de longue durée et le vieillissement prématuré de la source lumineuse à LED en raison d'une longue Un fonctionnement à haute température à long terme peut être évité.

Dissipation thermique des luminaires à LED

C'est précisément parce que la source de lumière LED elle-même n'a pas de rayons infrarouges et ultraviolets, de sorte que la source de lumière LED elle-même n'a pas de fonction de dissipation de chaleur par rayonnement.Le radiateur doit avoir les fonctions de conduction thermique, de convection thermique et de rayonnement thermique.
Tout radiateur, en plus de pouvoir conduire rapidement la chaleur de la source de chaleur à la surface du radiateur, repose principalement sur la convection et le rayonnement pour dissiper la chaleur dans l'air.La conduction thermique ne résout que le mode de transfert de chaleur, tandis que la convection thermique est la fonction principale du radiateur.Les performances de dissipation thermique sont principalement déterminées par la zone de dissipation thermique, la forme et la capacité de force de convection naturelle, et le rayonnement thermique n'est qu'un rôle auxiliaire.
D'une manière générale, si la distance entre la source de chaleur et la surface du dissipateur thermique est inférieure à 5 mm, alors tant que la conductivité thermique du matériau est supérieure à 5, la chaleur peut être dissipée et le reste de la dissipation thermique doit être dominé par la convection thermique.
La plupart des sources d'éclairage LED utilisent encore des perles de lampe LED basse tension (VF = 3,2 V) et haute intensité (IF = 200-700 mA).En raison de la chaleur élevée pendant le fonctionnement, des alliages d'aluminium à haute conductivité thermique doivent être utilisés.Il existe généralement des radiateurs en aluminium moulé sous pression, des radiateurs en aluminium extrudé et des radiateurs en aluminium estampé.Le radiateur en aluminium moulé sous pression est une technologie de pièces moulées sous pression.L'alliage liquide de zinc-cuivre-aluminium est versé dans l'orifice d'alimentation de la machine de moulage sous pression, puis moulé sous pression par la machine de moulage sous pression pour mouler le radiateur de forme défini par le moule préconçu.

Dissipateur thermique en aluminium moulé sous pression

Le coût de production est contrôlable et les ailettes de dissipation thermique ne peuvent pas être rendues minces, ce qui rend difficile la maximisation de la zone de dissipation thermique.Les matériaux de moulage sous pression couramment utilisés pour les dissipateurs de chaleur des lampes à LED sont ADC10 et ADC12.

Dissipateur de chaleur en aluminium extrudé

L'aluminium liquide est extrudé à travers une filière fixe, puis la barre est découpée en un radiateur de la forme requise par usinage, et le coût de post-traitement est relativement élevé.Les ailettes de refroidissement peuvent être rendues très fines et la zone de dissipation thermique est étendue au maximum.Lorsque les ailettes de refroidissement fonctionnent, la convection de l'air se forme automatiquement pour diffuser la chaleur et l'effet de dissipation de la chaleur est meilleur.Les matériaux couramment utilisés sont AL6061 et AL6063.

Dissipateur de chaleur en aluminium estampé

Il s'agit de poinçonner et de soulever les plaques d'acier et d'alliage d'aluminium par des poinçonneuses et des moules pour en faire des radiateurs en forme de coupe.La périphérie intérieure et extérieure des radiateurs estampés est lisse et la zone de dissipation thermique est limitée en raison du manque d'ailes.Les alliages d'aluminium couramment utilisés sont les 5052, 6061 et 6063. La qualité des pièces d'emboutissage est faible et le taux d'utilisation des matériaux est élevé, ce qui constitue une solution peu coûteuse.
La conduction thermique du radiateur en alliage d'aluminium est idéale et convient mieux à l'alimentation à courant constant à commutation isolée.Pour les alimentations à courant constant à commutation non isolées, il est nécessaire d'isoler les alimentations CA et CC, haute tension et basse tension via la conception structurelle des lampes afin de passer la certification CE ou UL.

Dissipateur thermique en aluminium recouvert de plastique

Il s'agit d'un radiateur à noyau en aluminium à coque en plastique conducteur de chaleur.Le plastique thermoconducteur et le noyau de dissipation thermique en aluminium sont formés sur la machine de moulage par injection en même temps, et le noyau de dissipation thermique en aluminium est utilisé comme pièce intégrée et doit être usiné à l'avance.La chaleur du cordon de lampe à LED est rapidement transférée au plastique thermoconducteur à travers le noyau de dissipation thermique en aluminium, et le plastique thermoconducteur utilise ses multi-ailes pour former une dissipation thermique par convection d'air et utilise sa surface pour rayonner une partie de la chaleur.
Les radiateurs en aluminium revêtus de plastique utilisent généralement les couleurs d'origine des plastiques thermoconducteurs, blanc et noir, et les radiateurs en aluminium revêtus de plastique en plastique noir ont de meilleurs effets de dissipation de la chaleur par rayonnement.Le plastique thermoconducteur est un matériau thermoplastique.La fluidité, la densité, la ténacité et la résistance du matériau sont faciles à mouler par injection.Il présente une bonne résistance aux cycles de froid et aux chocs thermiques et d'excellentes propriétés d'isolation.L'émissivité des plastiques thermoconducteurs est meilleure que celle des matériaux métalliques ordinaires.
La densité du plastique thermoconducteur est 40 % inférieure à celle de l'aluminium moulé sous pression et de la céramique, et le poids de l'aluminium plastifié peut être réduit de près d'un tiers pour la même forme de radiateur ;par rapport aux radiateurs entièrement en aluminium, le coût de traitement est faible, le cycle de traitement est court et la température de traitement est basse ;Le produit fini n'est pas facile à casser;la machine de moulage par injection appartenant au client peut réaliser la conception de formes différenciées et la production de lampes.Le radiateur en aluminium recouvert de plastique a de bonnes performances d'isolation et est facile à respecter les réglementations de sécurité.

Dissipateur thermique en plastique à haute conductivité thermique

Le radiateur en plastique à haute conductivité thermique s'est développé rapidement récemment.Le radiateur en plastique à haute conductivité thermique est un radiateur entièrement en plastique.Sa conductivité thermique est des dizaines de fois supérieure à celle des plastiques ordinaires, atteignant 2-9w/mk.Il a d'excellentes capacités de conduction thermique et de rayonnement thermique.;Un nouveau type de matériau d'isolation et de dissipation thermique qui peut être utilisé dans diverses lampes de puissance et peut être largement utilisé dans divers types de lampes LED de 1W à 200W.

Dissipation thermique intégrée du module photothermique

Combiné avec la technologie de conditionnement tridimensionnelle de la source lumineuse K-COB et la technologie de contrôle thermique à changement de phase auto-excité, un module photothermique intégré est formé.Le cuivre sans oxygène de haute pureté est utilisé comme matière première et le coefficient de transfert de chaleur peut atteindre 300 000 w/mk, ce qui est le plus élevé au monde.Matériau supraconducteur rapide, technologie brevetée de structure de plaque de base à température uniforme, et sa structure de température uniforme spéciale a la capacité de conductivité thermique et de dissipation thermique la plus élevée au monde, ce qui confère à la source lumineuse de la lampe une longue durée de vie et les avantages d'une petite taille et d'un poids léger.La chaleur de la source lumineuse est rapidement transférée à chaque dissipateur thermique pour effectuer pleinement la conversion thermique avec l'environnement spatial, afin d'obtenir un refroidissement rapide, ce qui équivaut à un climatiseur miniature avec puces LED.

PUCES LED K-COB

Associées à la technologie de conduction thermique à double canal de la source lumineuse elle-même, les deux principales sources de chaleur de la source lumineuse LED, la puce LED et le canal thermique principal du luminophore céramique, sont séparées.Disposant, et grâce à un agencement de puce raisonnable, le phénomène de couplage thermique peut être efficacement évité, réduisant ainsi efficacement la température de la puce, et la technologie d'emballage de source lumineuse K-COB a été développée, améliorant ainsi encore les performances et la durée de vie de la lumière LED la source.

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Heure de publication : 10 mars 2022
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