في الوقت الحاضر ، أكبر مشكلة فنية لتركيبات الإضاءة LED هي تبديد الحرارة. أدى التبديد السيئ للحرارة إلى إمداد طاقة القيادة LED والمكثفات الإلكتروليتية التي أصبحت أوجه قصور في التطوير الإضافي لتركيبات الإضاءة LED ، وسبب التحلل المبكر لمصادر ضوء LED.
في محلول الإنارة باستخدام مصدر ضوء LED LV ، لأن مصدر ضوء LED يعمل بجهد منخفض (VF=3.2V) ، وحالة تشغيل عالية التيار (IF=300 ～ 700mA) ، فإنه يولد الكثير من الحرارة. مساحة المصابيح التقليدية صغيرة والمنطقة صغيرة. يصعب على المبرد تبديد الحرارة بسرعة. على الرغم من اعتماد مجموعة متنوعة من مخططات تبديد الحرارة ، إلا أن النتائج لم تكن مرضية وأصبحت مشكلة لا يمكن حلها لتركيبات الإضاءة LED. نحن نبحث دائمًا عن مواد سهلة الاستخدام وذات موصلية حرارية جيدة ومنخفضة التكلفة.
في الوقت الحاضر ، بعد تشغيل مصدر ضوء LED ، يتم تحويل حوالي 30٪ من الطاقة الكهربائية إلى طاقة ضوئية ، ويتم تحويل الباقي إلى طاقة حرارية. لذلك ، فإن تصدير الكثير من الطاقة الحرارية في أسرع وقت ممكن هو تقنية أساسية في التصميم الهيكلي لمصابيح LED. يجب تبديد الطاقة الحرارية من خلال التوصيل الحراري والحمل الحراري والإشعاع الحراري. فقط من خلال تبديد الحرارة في أسرع وقت ممكن ، يمكن تقليل درجة حرارة التجويف في مصباح LED بشكل فعال ، ويمكن حماية مصدر الطاقة من العمل في بيئة درجة حرارة عالية تدوم طويلاً ، والشيخوخة المبكرة لمصدر ضوء LED بسبب فترة طويلة يمكن تجنب عملية ارتفاع درجة الحرارة على المدى.
مسار تبديد الحرارة لإضاءة LED
نظرًا لأن مصدر ضوء LED نفسه لا يحتوي على أشعة تحت الحمراء أو فوق بنفسجية ، فإن مصدر ضوء LED نفسه لا يحتوي على وظيفة تبديد حرارة الإشعاع. طريقة تبديد الحرارة لمصباح LED يمكنها فقط استخراج الحرارة من خلال المبرد المدمج بشكل وثيق مع لوحة حبة مصباح LED. يجب أن يكون للرادياتير وظائف التوصيل الحراري والحمل الحراري والإشعاع الحراري.
أي مبرد ، بالإضافة إلى قدرته على توصيل الحرارة بسرعة من مصدر الحرارة إلى سطح المبرد ، فإن الشيء الرئيسي هو تبديد الحرارة في الهواء عن طريق الحمل الحراري والإشعاع. يحل التوصيل الحراري طريقة نقل الحرارة فقط ، والحمل الحراري هو الوظيفة الرئيسية للرادياتير. يتم تحديد أداء تبديد الحرارة بشكل أساسي من خلال منطقة تبديد الحرارة ، والشكل ، والقدرة على كثافة الحمل الحراري الطبيعي. الإشعاع الحراري ليس سوى وظيفة مساعدة.
بشكل عام ، إذا كانت المسافة من مصدر الحرارة إلى سطح المبرد أقل من 5 مم ، طالما أن الموصلية الحرارية للمادة أكبر من 5 ، يمكن تصدير الحرارة ، ويجب أن يكون تبديد الحرارة المتبقي يسيطر عليها الحمل الحراري.
لا تزال معظم مصادر إضاءة LED تستخدم الجهد المنخفض (VF=3.2V) والتيار العالي (IF=200 ～ 700mA) حبات مصباح LED. نظرًا للحرارة العالية أثناء التشغيل ، يجب استخدام سبائك الألومنيوم ذات الموصلية الحرارية العالية. عادة ما تكون هناك مشعات ألمنيوم مصبوب ، مشعات ألمنيوم مبثوقة ، مشعات ألومنيوم مختومة. مشعاع الألمنيوم المصبوب بالقالب هو تقنية لأجزاء الصب بالضغط. يتم سكب الزنك السائل ، والنحاس ، وسبائك الألومنيوم في مدخل آلة الصب بالقالب ، ويتم صب آلة الصب بالقالب من أجل صب المبرد بشكل محدود بواسطة قالب مصمم مسبقًا.
مشعاع من الألومنيوم المصبوب
يمكن التحكم في تكلفة الإنتاج ، ولا يمكن جعل جناح تبديد الحرارة رقيقًا ، ومن الصعب توسيع منطقة تبديد الحرارة. مواد الصب بالقالب شائعة الاستخدام لمشعات مصباح LED هي ADC10 و ADC12.
مشعاع الألمنيوم المبثوق
يتم بثق الألومنيوم السائل من خلال قالب ثابت ، ثم يتم تشكيل الشريط وتقطيعه بالشكل المطلوب للرادياتير. تكلفة المعالجة اللاحقة مرتفعة نسبيًا. يمكن جعل الجناح المشع كثيرًا ورقيقًا ، ويتم توسيع منطقة تبديد الحرارة إلى أقصى حد. عندما يعمل الجناح المشع ، يتم تشكيل الحمل الحراري تلقائيًا لنشر الحرارة ، ويكون تأثير تبديد الحرارة أفضل. المواد المستخدمة بشكل شائع هي AL6061 و AL6063.
مشعاع ألومنيوم مختوم
هو ضغط وسحب ألواح الفولاذ وسبائك الألومنيوم عن طريق التثقيب والقوالب لتحويلها إلى مشعاع على شكل كوب. المحيط الداخلي والخارجي للرادياتير المثقوب أملس ، ومنطقة تبديد الحرارة محدودة بسبب عدم وجود أجنحة. مواد سبائك الألومنيوم شائعة الاستخدام هي 5052 و 6061 و 6063. جودة أجزاء الختم صغيرة ومعدل استخدام المواد مرتفع ، وهو حل منخفض التكلفة.
يعتبر التوصيل الحراري لرادياتير سبائك الألومنيوم مثاليًا ، وهو أكثر ملاءمة للتبديل المعزول لمصدر طاقة التيار المستمر. بالنسبة لمصادر طاقة التيار المستمر غير المعزولة ، من الضروري عزل التيار المتردد والتيار المستمر والجهد العالي والجهد المنخفض من خلال التصميم الهيكلي للمصباح من أجل اجتياز شهادة CE أو UL.
مشعاع ألومنيوم مكسو بالبلاستيك
هو المشتت الحراري مع غلاف بلاستيكي موصل حرارياً ونواة من الألومنيوم. يتم تشكيل البلاستيك الموصّل الحراري والمشتت الحراري للألمنيوم على آلة التشكيل بالحقن في وقت واحد ، ويتم استخدام المشتت الحراري للألمنيوم كجزء مدمج ، والذي يحتاج إلى تشكيله مسبقًا. يتم نقل حرارة حبة مصباح LED بسرعة إلى البلاستيك الموصّل حراريًا من خلال قلب تبديد الحرارة المصنوع من الألومنيوم. يستخدم البلاستيك الموصّل حراريًا أجنحته المتعددة لتشكيل الحمل الحراري للهواء لتبديد الحرارة ، ويستخدم سطحه لإشعاع جزء من الحرارة.
تستخدم مشعات الألمنيوم المكسوة بالبلاستيك عمومًا الألوان الأصلية للبلاستيك الموصّل حراريًا ، الأبيض والأسود ، ومشعات الألمنيوم المكسوة بالبلاستيك الأسود لها تأثير إشعاع أفضل في تبديد الحرارة. البلاستيك الموصّل حرارياً هو نوع من المواد البلاستيكية الحرارية. سيولة المواد وكثافتها وصلابتها وقوتها يسهل تشكيلها بالحقن. لديها مقاومة جيدة لدورات الصدمات الباردة والحرارة وخصائص عزل ممتازة. معامل الانبعاث للبلاستيك الموصل حرارياً أفضل من معامل الانبعاث للمواد المعدنية العادية.
كثافة البلاستيك الموصّل حرارياً أقل بنسبة 40٪ من كثافة الألمنيوم والسيراميك المصبوب. يمكن تقليل وزن الألمنيوم المغطى بالبلاستيك بمقدار الثلث تقريبًا لنفس شكل المبرد. بالمقارنة مع المبرد المصنوع من الألومنيوم بالكامل ، فإن تكلفة المعالجة منخفضة ودورة المعالجة قصيرة ودرجة حرارة المعالجة منخفضة ؛ المنتج النهائي ليس هشًا ؛ يمكن لماكينة القولبة بالحقن التي يوفرها العميل أن تقوم بتصميم وإنتاج المظهر المتباين للمصباح. مشعاع الألمنيوم المغطى بالبلاستيك لديه أداء عزل جيد ويسهل تمرير لوائح السلامة.
المبرد البلاستيكي الموصلية الحرارية العالية
لقد تطور المبرد البلاستيكي عالي التوصيل الحراري بسرعة مؤخرًا. المبرد البلاستيكي ذو الموصلية الحرارية العالية عبارة عن مشعاع بلاستيكي بالكامل. الموصلية الحرارية الخاصة بها أعلى بعشرات المرات من تلك الخاصة بالبلاستيك العادي ، حيث تصل إلى 2-9 واط / عضو الكنيست. لديها قدرة ممتازة على توصيل الحرارة والإشعاع الحراري. ؛ نوع جديد من المواد العازلة والمشتتة للحرارة التي يمكن تطبيقها على مصابيح الطاقة المختلفة ، ويمكن استخدامها على نطاق واسع في مصابيح LED المختلفة من 1W ～ 200W.
تحمل البلاستيك الموصلية الحرارية العالية تصنيف جهد يصل إلى 6000 فولت تيار متردد ، ومناسب لمزود طاقة التيار المستمر غير المعزول ، وإمداد الطاقة الخطي المستمر عالي الجهد. اجعل هذا النوع من مصابيح الإضاءة LED سهلاً لتمرير CE و TUV و UL وغيرها من فحوصات السلامة الصارمة. تعتمد HVLED جهدًا عاليًا (VF=35-280VDC) ، تيار منخفض (IF=20-60mA) حالة العمل ، لذلك يتم تقليل حرارة لوح حبة مصباح HVLED. يمكن أن يستخدم المبرد البلاستيكي ذو الموصلية الحرارية العالية قولبة الحقن التقليدية أو الطارد.
التشكيل لمرة واحدة ، المنتج النهائي ذو نعومة عالية. تحسين كفاءة الإنتاج بشكل كبير ، ومرونة التصميم عالية ، والتي يمكن أن تفسح المجال لمفهوم تصميم المصمم&# 39؛ s. يتم بلمرة المبرد البلاستيكي ذو الموصلية الحرارية العالية بواسطة PLA (نشا الذرة) ، وهو قابل للتحلل بالكامل ، ولا يترك بقايا ، ولا تلوث كيميائي ، ولا تلوث بالمعادن الثقيلة في عملية الإنتاج ، ولا يوجد مياه الصرف الصحي ، ولا غازات ضائعة ، ويلبي متطلبات حماية البيئة العالمية.
يتم تعبئة المشتت الحراري البلاستيكي عالي التوصيل الحراري بكثافة مع أيونات معدنية نانو النطاق بين جزيئات PLA ، والتي يمكن أن تتحرك بسرعة في درجات حرارة عالية وتزيد من طاقة الإشعاع الحراري. حيويتها أفضل من المشتت الحراري للمواد المعدنية. المبرد البلاستيكي ذو الموصلية الحرارية العالية مقاوم لدرجة الحرارة العالية ، 150 ℃ لمدة خمس ساعات دون أن ينكسر أو يتشوه. يتم استخدامه مع برنامج تشغيل IC للتيار المستمر الخطي عالي الجهد ، بدون مكثفات إلكتروليتية ومحاثة كبيرة الحجم ، مما يحسن بشكل كبير من عمر مصباح LED بالكامل ، وحل إمداد الطاقة غير المعزول ، وكفاءة عالية ، وتكلفة منخفضة. إنها مناسبة بشكل خاص لاستخدام أنابيب الفلورسنت والمصابيح الصناعية والتعدين ذات الطاقة العالية.
يمكن تصميم المبرد البلاستيكي ذو الموصلية الحرارية العالية بالعديد من أجنحة التبريد الدقيقة ، ويمكن جعل أجنحة التبريد كثيرة ورقيقة ، ويمكن تكبير منطقة تبديد الحرارة. عندما تعمل أجنحة التبريد ، يتم تشكيل الحمل الحراري تلقائيًا لنشر الحرارة ، ويكون تأثير تبديد الحرارة أفضل. يتم نقل حرارة حبة مصباح LED مباشرة إلى جناح تبديد الحرارة من خلال البلاستيك عالي التوصيل الحراري ، ويتم تبديد الحرارة بسرعة من خلال الحمل الحراري وإشعاع السطح.
يتميز المشتت الحراري البلاستيكي عالي الموصلية الحرارية بكثافة أخف من الألمنيوم. تبلغ كثافة الألمنيوم 2700 كجم / م 3 ، بينما تبلغ كثافة البلاستيك 1420 كجم / م 3 ، أي ما يقرب من نصف كثافة الألومنيوم. لذلك ، فإن وزن المبرد البلاستيكي الذي له نفس الشكل لا يتجاوز نصف وزن الألمنيوم. علاوة على ذلك ، فإن المعالجة بسيطة ، ويمكن تقصير دورة الصب بنسبة 20-50٪ ، مما يقلل من قوة التكلفة.
