נכון לעכשיו, הבעיה הטכנית הגדולה ביותר שלתאורת לדהוא פיזור חום. פיזור חום לקוי הוביל לאספקת החשמל של LED וקבלים אלקטרוליטיים שהפכו ללוח הקצר לפיתוח נוסף של תאורת LED, והסיבה להזדקנות מוקדמת של מקור אור LED.

בסכימת התאורה באמצעות מקורות אור LV LED, עקב מקור האור LED הפועל במתח נמוך (VF=3.2V) וזרם גבוה (IF=300-700mA), ייצור החום הוא חמור. לגופי תאורה מסורתיים יש מקום מוגבל, ועם גופי קירור קטנים קשה לייצא במהירות חום. למרות אימוץ תוכניות קירור שונות, התוצאות לא היו משביעות רצון, והפכו לבעיה בלתי פתירה עבורגופי תאורת לד. אנו תמיד שואפים למצוא חומרים לפיזור חום בעלות נמוכה, קלים לשימוש, עם מוליכות תרמית טובה.

נכון להיום, כ-30% מהאנרגיה החשמלית של מקורות אור LED מומרת לאנרגיית אור לאחר הפעלתם, בעוד השאר מומרים לאנרגיה תרמית. לכן, ייצוא כל כך הרבה אנרגיה תרמית בהקדם האפשרי היא טכנולוגיית מפתח בתכנון המבני של גופי תאורת LED. אנרגיה תרמית צריכה להתפזר באמצעות הולכה תרמית, הסעה וקרינה. רק על ידי ייצוא החום בהקדם האפשרי יכולה הטמפרטורה של החלל בתוךמנורת לדלהיות מופחת ביעילות, אספקת החשמל תהיה מוגנת מעבודה בסביבה ארוכת טווח בטמפרטורה גבוהה, ולהימנע מהזדקנות מוקדמת של מקור האור LED הנגרמת על ידי פעולה ארוכת טווח בטמפרטורה גבוהה.

שיטות פיזור חום לגופי תאורת לד

מכיוון שלמקורות אור LED אין קרינה אינפרא אדומה או אולטרה סגולה, אין להם פונקציית פיזור חום קרינה. ניתן להפיק את מסלול פיזור החום של גופי תאורת LED רק באמצעות גופי קירור בשילוב הדוק עם לוחות חרוזי LED. הרדיאטור חייב להיות בעל פונקציות של הולכת חום, הסעת חום וקרינת חום.

כל רדיאטור, בנוסף ליכולת להעביר במהירות חום ממקור החום אל פני הרדיאטור, מסתמך בעיקר על הסעה וקרינה לפיזור חום לאוויר. הולכת חום פותרת רק את נתיב העברת החום, בעוד שהסעה תרמית היא התפקיד העיקרי של רדיאטור. ביצועי פיזור החום נקבעים בעיקר על ידי אזור פיזור החום, הצורה ועוצמת ההסעה הטבעית, בעוד שקרינה תרמית היא רק פונקציה עזר.

באופן כללי, אם המרחק ממקור החום לפני השטח של הרדיאטור קטן מ-5 מ"מ, כל עוד המוליכות התרמית של החומר גדולה מ-5, ניתן לייצא את החום שלו, ופיזור החום הנותר חייב להיות נשלט על ידי הסעה תרמית .

רוב מקורות תאורת LED עדיין משתמשים בחרוזי LED במתח נמוך (VF=3.2V) ובזרם גבוה (IF=200-700mA). בשל החום הגבוה בזמן הפעולה, יש להשתמש בסגסוגות אלומיניום בעלות מוליכות תרמית גבוהה. בדרך כלל ישנם רדיאטורים מאלומיניום יצוק, רדיאטורים מאלומיניום שחול ורדיאטורים מאלומיניום מוטבעים. רדיאטור אלומיניום יצוק הוא טכנולוגיה ליציקת חלקים בלחץ, הכוללת יציקת סגסוגת אלומיניום נחושת אבץ נוזלית לתוך פתח ההזנה של מכונת היציקה, ולאחר מכן יציקה לתבנית שתוכננה מראש עם צורה קבועה מראש.

רדיאטור אלומיניום יצוק

עלות הייצור ניתנת לשליטה, ולא ניתן להפוך את כנף פיזור החום לדקה, מה שמקשה על מיקסום שטח פיזור החום. חומרי היציקה הנפוצים עבור רדיאטורים של מנורות LED הם ADC10 ו-ADC12.

רדיאטור אלומיניום שחול

האלומיניום הנוזלי מחולץ לצורה דרך תבנית קבועה, ולאחר מכן הבר עובר במכונה וחותך לצורה הרצויה של גוף הקירור, וכתוצאה מכך עלויות עיבוד גבוהות יותר בשלב מאוחר יותר. ניתן לעשות את כנף פיזור החום דקה מאוד, עם הרחבה מקסימלית של אזור פיזור החום. כאשר כנף פיזור החום פועלת, היא יוצרת אוטומטית הסעת אוויר לפיזור חום, ואפקט פיזור החום טוב. החומרים הנפוצים הם AL6061 ו-AL6063.

רדיאטור אלומיניום מוטבע

זהו תהליך של הטבעה והרמה של לוחות פלדה וסגסוגת אלומיניום דרך אגרוף ותבנית ליצירת רדיאטור בצורת כוס. לרדיאטור המוטבע היקף פנימי וחיצוני חלקים, ושטח פיזור החום מוגבל בגלל היעדר כנפיים. חומרי סגסוגת האלומיניום הנפוצים הם 5052, 6061 ו-6063. לחלקים המוטבעים יש איכות נמוכה וניצול חומרים גבוה, מה שהופך אותם לפתרון בעלות נמוכה.

המוליכות התרמית של רדיאטורים מסגסוגת אלומיניום היא אידיאלית ומתאימה לספקי כוח מבודדים בזרם קבוע של מתגים. עבור ספקי כוח עם זרם קבוע של מתגים שאינם מבודדים, יש צורך לבודד ספקי כוח AC ו-DC, מתח גבוה ומתח נמוך באמצעות התכנון המבני של גופי התאורה כדי לעבור אישור CE או UL.

רדיאטור אלומיניום מצופה פלסטיק

זהו גוף קירור עם מעטפת פלסטיק מוליכה תרמית וליבה מאלומיניום. ליבת פיזור החום המוליך התרמית ואלומיניום נוצרות במכה אחת במכונת הזרקה, וליבת פיזור החום האלומיניום משמשת כחלק מוטבע הדורש עיבוד מכני מראש. החום של חרוזי מנורת LED מועבר במהירות לפלסטיק מוליך תרמי דרך ליבת פיזור החום מאלומיניום. פלסטיק מוליך תרמי משתמש במספר כנפיו כדי ליצור פיזור חום בהסעת אוויר, ומשתמש במשטח שלו כדי להקרין חלק מהחום.

רדיאטורים אלומיניום מצופים פלסטיק משתמשים בדרך כלל בצבעים המקוריים של פלסטיק מוליך תרמי, לבן ושחור. לרדיאטורים מאלומיניום מצופים פלסטיק שחור מפלסטיק יש אפקט קרינה ופיזור חום טוב יותר. פלסטיק מוליך תרמי הוא סוג של חומר תרמופלסטי. קל להזריק את הנזילות, הצפיפות, הקשיחות והחוזק של החומר. יש לו עמידות טובה בפני מחזורי זעזועים קרים וחמים וביצועי בידוד מעולים. מקדם הקרינה של פלסטיק מוליך תרמי עדיף על זה של חומרי מתכת רגילים

הצפיפות של פלסטיק מוליך תרמי נמוכה ב-40% מזו של אלומיניום יצוק וקרמיקה, ועבור רדיאטורים מאותה צורה, ניתן להפחית את המשקל של אלומיניום מצופה פלסטיק בכמעט שליש; בהשוואה לכל רדיאטורי האלומיניום, עלות העיבוד נמוכה, מחזור העיבוד קצר וטמפרטורת העיבוד נמוכה; המוצר המוגמר אינו שביר; מכונת הזרקה של הלקוח יכולה לשמש לעיצוב מראה מובחן וייצור של גופי תאורה. לרדיאטור האלומיניום המצופה פלסטיק יש ביצועי בידוד טובים וקל לעבור את תקנות הבטיחות.

רדיאטור פלסטיק מוליכות תרמית גבוהה

רדיאטורים מפלסטיק עם מוליכות תרמית גבוהה התפתחו במהירות לאחרונה. רדיאטורים מפלסטיק עם מוליכות תרמית גבוהה הם כולם רדיאטורים מפלסטיק, בעלי מוליכות תרמית גבוהה פי כמה עשרות מפלסטיק רגיל, המגיעים ל-2-9w/mk ויכולות הולכת חום וקרינה מצוינות; סוג חדש של חומר בידוד ופיזור חום שניתן ליישם על מנורות חשמל שונות, וניתן לשימוש נרחב במנורות LED שונות החל מ-1W עד 200W.

הפלסטיק המוליכות התרמית הגבוהה יכול לעמוד במתח של עד 6000V AC, מה שהופך אותו למתאים לשימוש בספקי כוח זרם קבוע של מתגים שאינם מבודדים ובספקי כוח ליניאריים קבועים במתח גבוה עם HVLED. הפוך סוג זה של גוף תאורת LED לקל לעבור תקנות בטיחות מחמירות כגון CE, TUV, UL וכו'. HVLED פועל במתח גבוה (VF=35-280VDC) וזרם נמוך (IF=20-60mA), מה שמפחית את החימום של לוחית החרוזים HVLED. ניתן להשתמש ברדיאטורים מפלסטיק עם מוליכות תרמית גבוהה עם מכונות הזרקה ושחול מסורתיות.

לאחר היווצרות, למוצר המוגמר יש חלקות גבוהה. שיפור משמעותי בפרודוקטיביות, עם גמישות גבוהה בעיצוב הסטיילינג, הוא יכול למנף באופן מלא את פילוסופיית העיצוב של המעצב. רדיאטור הפלסטיק עם מוליכות תרמית גבוהה עשוי פילמור PLA (עמילן תירס), מתכלה לחלוטין, ללא שאריות וללא זיהום כימי. בתהליך הייצור אין זיהום מתכות כבדות, אין ביוב, ואין גז פליטה, העומד בדרישות הסביבה העולמיות.

מולקולות ה-PLA בתוך גוף פיזור החום הפלסטי עם מוליכות תרמית גבוהה עמוסות בצפיפות עם יוני מתכת ננומטריים, שיכולים לנוע במהירות בטמפרטורות גבוהות ולהגביר את אנרגיית הקרינה התרמית. החיוניות שלו עדיפה על זו של גופי פיזור חום של חומר מתכת. רדיאטור הפלסטיק בעל מוליכות תרמית גבוהה עמיד בפני טמפרטורה גבוהה ואינו נשבר או מתעוות במשך חמש שעות ב-150 ℃. עם היישום של ערכת הכונן IC של זרם קבוע ליניארי במתח גבוה, הוא אינו זקוק לקבלים אלקטרוליטיים והשראות גדולות, מה שמשפר מאוד את חיי מנורת ה-LED כולה. לתכנית אספקת החשמל הלא מבודדת יש יעילות גבוהה ועלות נמוכה. מתאים במיוחד ליישום צינורות פלורסנט ומנורות תעשייתיות וכרייה בעלות הספק גבוה.

ניתן לעצב רדיאטורים מפלסטיק עם מוליכות תרמית גבוהה עם סנפירים רבים של פיזור חום מדויקים, אשר יכולים להיעשות דקים מאוד ובעלי הרחבה מקסימלית של שטח פיזור החום. כאשר סנפירי פיזור החום פועלים, הם יוצרים באופן אוטומטי הסעת אוויר כדי לפזר חום, וכתוצאה מכך אפקט פיזור חום טוב. החום של חרוזי מנורת LED מועבר ישירות אל כנף פיזור החום באמצעות פלסטיק מוליכות תרמית גבוהה, ומתפזר במהירות באמצעות הסעת אוויר וקרינת פני השטח.

לרדיאטורים מפלסטיק מוליכות תרמית גבוהה יש צפיפות קלה יותר מאלומיניום. צפיפות האלומיניום היא 2700 ק"ג/מ"ק, בעוד שהצפיפות של פלסטיק היא 1420 ק"ג/מ"ק, שהיא כמחצית מזו של האלומיניום. לכן, עבור רדיאטורים מאותה צורה, משקלם של רדיאטורים מפלסטיק הוא רק 1/2 מזה של אלומיניום. יתרה מכך, העיבוד פשוט, וניתן לקצר את מחזור הגיבוש שלו ב-20-50%, מה שגם מפחית את הכוח המניע של העלויות.