Trenutno je največji tehnični problem LED svetil odvajanje toplote. Slabo odvajanje toplote je privedlo do LED pogonskih napajalnikov in elektrolitskih kondenzatorjev, ki so postali pomanjkljivosti pri nadaljnjem razvoju LED svetlobnih teles ter vzrok za prezgodnji propad LED svetlobnih virov.
V rešitvi svetil z uporabo LV LED svetlobnega vira, ker LED svetlobni vir deluje v delovnem stanju nizke napetosti (VF=3,2V), visokega toka (IF=300～700mA), ustvarja veliko toplote. Prostor tradicionalnih svetilk je majhen in površina je majhna. Radiator težko hitro odvaja toploto. Čeprav so bile sprejete različne sheme odvajanja toplote, rezultati niso bili zadovoljivi in so postali nerešljiv problem za LED svetilke. Vedno iščemo materiale, ki so enostavni za uporabo, imajo dobro toplotno prevodnost in so poceni.
Trenutno se po vklopu LED svetlobnega vira približno 30% električne energije pretvori v svetlobno energijo, ostalo pa v toplotno energijo. Zato je čimprejšnji izvoz toliko toplotne energije ključna tehnologija pri strukturnem oblikovanju LED svetilk. Toplotno energijo je treba odvajati s toplotno prevodnostjo, toplotno konvekcijo in toplotnim sevanjem. Le s čimprejšnjim odvajanjem toplote je mogoče učinkovito znižati temperaturo votline v LED svetilki in zaščititi napajalnik pred delovanjem v dolgotrajnem visokotemperaturnem okolju in pred prezgodnjim staranjem LED svetlobnega vira zaradi dolgotrajnega -trajno delovanje pri visoki temperaturi se je mogoče izogniti.
Pot odvajanja toplote LED osvetlitve
Ker sam vir svetlobe LED nima infrardečih ali ultravijoličnih žarkov, sam vir svetlobe LED nima funkcije odvajanja toplote sevanja. Metoda odvajanja toplote LED svetilke lahko odvzame toploto samo skozi radiator, ki je tesno povezan s ploščo kroglice LED žarnice. Radiator mora imeti funkcije toplotne prevodnosti, toplotne konvekcije in toplotnega sevanja.
Vsak radiator, poleg tega, da lahko hitro prevaja toploto iz vira toplote na površino radiatorja, je glavna stvar, da toploto odvaja v zrak s konvekcijo in sevanjem. Toplotna prevodnost rešuje le način prenosa toplote, toplotna konvekcija pa je glavna funkcija radiatorja. Učinkovitost odvajanja toplote je v glavnem odvisna od površine odvajanja toplote, oblike in sposobnosti naravne intenzivnosti konvekcije. Toplotno sevanje je le pomožna funkcija.
Na splošno velja, da če je razdalja od vira toplote do površine radiatorja manjša od 5 mm, dokler je toplotna prevodnost materiala večja od 5, se lahko toplota izvozi, preostanek odvajanja toplote pa mora biti prevladuje toplotna konvekcija.
Večina LED svetlobnih virov še vedno uporablja nizkonapetostne (VF=3,2V) in visokotokovne (IF=200～700mA) LED žarnice. Zaradi visoke toplote med delovanjem je treba uporabiti aluminijevo zlitino z večjo toplotno prevodnostjo. Običajno so radiatorji iz litega aluminija, radiatorji iz ekstrudiranega aluminija in radiatorji iz žigosanega aluminija. Radiator iz aluminija za tlačno litje je tehnologija tlačnega litja delov. Tekoči cink, baker in aluminijeva zlitina se vlije v dovod stroja za tlačno litje, stroj za tlačno litje pa se ulije v radiator z obliko, omejeno z vnaprej oblikovanim kalupom.
Radiator iz litega aluminija
Stroški proizvodnje so nadzorovani, krila za odvajanje toplote pa ni mogoče narediti tanke in je težko povečati območje odvajanja toplote. Najpogosteje uporabljeni materiali za tlačno litje za radiatorje LED žarnic so ADC10 in ADC12.
Radiator iz ekstrudiranega aluminija
Tekoči aluminij se ekstrudira skozi fiksno matrico, nato pa se palica obdela in razreže v želeno obliko radiatorja. Stroški kasnejše obdelave so relativno visoki. Sevalno krilo je lahko veliko in tanko, območje odvajanja toplote pa se v največji meri razširi. Ko sevalno krilo deluje, se samodejno oblikuje konvekcija zraka za razpršitev toplote in učinek odvajanja toplote je boljši. Pogosto uporabljena materiala sta AL6061 in AL6063.
Vtisnjen aluminijast radiator
je stiskati in povleči navzgor plošče iz jekla in aluminijeve zlitine s prebijanjem stiskalnic in matric, da se iz njih naredi radiator v obliki skodelice. Notranji in zunanji obod luknjanega radiatorja je gladek, območje odvajanja toplote pa je omejeno zaradi brez kril. Običajno uporabljeni materiali iz aluminijeve zlitine so 5052, 6061 in 6063. Kakovost delov za žigosanje je majhna in stopnja izkoriščenosti materiala je visoka, kar je poceni rešitev.
Toplotna prevodnost radiatorja iz aluminijeve zlitine je idealna in je bolj primerna za izolirano preklopno napajanje s stalnim tokom. Za neizolirane stikalne napajalnike s stalnim tokom je potrebno izolirati napajalnike AC in DC, visokonapetostne in nizkonapetostne napajalnike s strukturno zasnovo svetilke, da bi prejeli CE ali UL certifikat.
Aluminijasti radiator v plastiki
je hladilno telo s toplotno prevodno plastično lupino in aluminijastim jedrom. Toplotno prevodna plastika in aluminijasti hladilno telo se oblikujeta na stroju za brizganje naenkrat, aluminijasti hladilnik pa se uporablja kot vgrajen del, ki ga je treba vnaprej obdelati. Toplota kroglice LED žarnice se hitro prenese na toplotno prevodno plastiko skozi aluminijasto jedro za odvajanje toplote. Toplotno prevodna plastika uporablja svoja več kril za tvorbo zračne konvekcije za odvajanje toplote in uporablja svojo površino za oddajanje dela toplote.
Aluminijasti radiatorji, obloženi s plastiko, na splošno uporabljajo originalne barve toplotno prevodne plastike, belo in črno, črni s plastiko obloženi aluminijasti radiatorji pa imajo boljši učinek odvajanja toplote sevanja. Toplotno prevodna plastika je neke vrste termoplastični material. Tekoče, gostoto, žilavost in trdnost materiala je enostavno brizgati. Ima dobro odpornost na cikle hladnega in toplotnega šoka ter odlične izolacijske lastnosti. Koeficient emisivnosti toplotno prevodne plastike je boljši od koeficienta navadnih kovinskih materialov.
Gostota toplotno prevodne plastike je za 40 % nižja od gostote tlačno litega aluminija in keramike. Teža aluminija, obloženega s plastiko, se lahko zmanjša za skoraj eno tretjino pri enaki obliki radiatorja. V primerjavi s popolnoma aluminijastim radiatorjem so stroški obdelave nizki, cikel obdelave je kratek in temperatura obdelave je nizka; Končni izdelek ni krhek; stroj za brizganje, ki ga zagotovi stranka, lahko izvede načrtovanje in izdelavo diferenciranega videza svetilke. Aluminijasti radiator, obložen s plastiko, ima dobre izolacijske lastnosti in je enostaven za izpolnjevanje varnostnih predpisov.
Plastični radiator z visoko toplotno prevodnostjo
Plastični radiator z visoko toplotno prevodnostjo se je v zadnjem času hitro razvil. Plastični radiator z visoko toplotno prevodnostjo je popolnoma plastični radiator. Njegova toplotna prevodnost je desetkrat višja kot pri navadni plastiki in doseže 2-9w/mk. Ima odlično toplotno prevodnost in sposobnost toplotnega sevanja. ; Nova vrsta izolacijskega in toplotnega materiala, ki se lahko uporablja za različne močne sijalke in se lahko široko uporablja v različnih LED svetilkah 1W ~ 200W.
Plastika z visoko toplotno prevodnostjo prenese napetost do 6000 V AC, primerna za neizolirano stikalno napajanje s stalnim tokom, visokonapetostno linearno napajanje s konstantnim tokom HVLED. Poskrbite, da bodo tovrstne LED svetilke zlahka prestale CE, TUV, UL in druge stroge varnostne preglede. HVLED sprejema delovno stanje visoke napetosti (VF=35-280VDC), nizkega toka (IF=20-60mA), zato se toplota plošče z žarnicami HVLED zmanjša. Plastični radiator z visoko toplotno prevodnostjo lahko uporablja tradicionalno brizganje ali ekstruder.
Enkratno oblikovanje ima končni izdelek visoko gladkost. Bistveno izboljšati učinkovitost proizvodnje, prilagodljivost oblikovanja pa je visoka, kar lahko v celoti omogoči oblikovalski koncept oblikovanja' Plastični radiator z visoko toplotno prevodnostjo je polimeriziran s PLA (koruzni škrob), ki je popolnoma razgradljiv, brez ostankov, brez kemičnega onesnaženja, brez onesnaženja s težkimi kovinami v proizvodnem procesu, brez kanalizacije, brez odpadnih plinov in izpolnjuje globalne zahteve varstva okolja.
Plastični hladilnik z visoko toplotno prevodnostjo je gosto napolnjen s kovinskimi ioni v nano skali med molekulami PLA, ki se lahko hitro premikajo pri visokih temperaturah in povečajo energijo toplotnega sevanja. Njegova vitalnost je boljša kot pri hladilnem telesu iz kovinskega materiala. Plastični radiator z visoko toplotno prevodnostjo je odporen na visoke temperature, 150 ℃ pet ur, ne da bi se zlomil ali deformiral. Uporablja se z visokonapetostnim linearnim konstantnim tokovnim gonilniškim programom IC, brez elektrolitskih kondenzatorjev in induktivnosti velike prostornine, kar močno izboljša življenjsko dobo celotne LED žarnice, neizolirano napajalno rešitev in visoko učinkovitost, nizke stroške. Posebej primeren je za uporabo fluorescenčnih cevi in visoko zmogljivih industrijskih in rudarskih svetilk.
Plastični radiator z visoko toplotno prevodnostjo je mogoče oblikovati s številnimi natančnimi hladilnimi krilci, hladilnih kril je mogoče izdelati veliko in tanko, območje odvajanja toplote pa je mogoče povečati. Ko hladilna krila delujejo, se samodejno oblikuje konvekcija zraka za razpršitev toplote, učinek odvajanja toplote pa je boljši. Toplota kroglice LED žarnice se neposredno prenaša na krilo za odvajanje toplote skozi plastiko z visoko toplotno prevodnostjo, toplota pa se hitro odvaja s konvekcijo zraka in površinskim sevanjem.
Plastični hladilnik z visoko toplotno prevodnostjo ima manjšo gostoto kot aluminij. Gostota aluminija je 2700 kg/m3, medtem ko je gostota plastike 1420 kg/m3, kar je skoraj polovico manjše od gostote aluminija. Zato je teža plastičnega radiatorja enake oblike le 1/2 teže aluminijastega. Poleg tega je obdelava preprosta, cikel oblikovanja pa se lahko skrajša za 20-50%, kar zmanjša moč stroškov.
