האתגר הטכני הגדול ביותר עבור גופי תאורת LED כיום הוא פיזור חום. פיזור חום לקוי הוביל לכך שספק כוח לדרייבר וקבלים אלקטרוליטיים הפכו לחסרונות להמשך הפיתוח של גופי תאורת LED, ולסיבה להזדקנות מוקדמת של מקורות אור LED.
בסכימת התאורה באמצעות מקור אור LV LED, בשל מצב העבודה של מקור אור LED במתח נמוך (VF=3.2V) וזרם גבוה (IF=300-700mA), הוא מייצר הרבה חום. לגופי תאורה מסורתיים יש מקום מוגבל, וקשה לגוף הקירור בשטח קטן לפזר חום במהירות. למרות שימוש בפתרונות פיזור חום שונים, התוצאות לא היו משביעות רצון והפכו לבעיה בלתי פתירה עבור גופי תאורת לד. אנו תמיד שואפים למצוא חומרים פשוטים וקלים לשימוש לפיזור חום עם מוליכות תרמית טובה ועלות נמוכה.
כיום, כאשר מקורות אור LED מופעלים, כ-30% מהאנרגיה החשמלית מומרת לאנרגיית אור, והשאר מומרים לאנרגיית חום. לכן, ייצוא כל כך הרבה אנרגיה תרמית בהקדם האפשרי הוא טכנולוגיית מפתח בתכנון המבני של מנורות LED. אנרגיה תרמית צריכה להתפזר באמצעות הולכה תרמית, הסעה וקרינה. רק על ידי ייצוא חום בהקדם האפשרי ניתן להפחית ביעילות את טמפרטורת החלל בתוך מנורת ה-LED, להגן על אספקת הכוח מפני עבודה בסביבה ממושכת בטמפרטורה גבוהה, והזדקנות מוקדמת של מקור האור LED הנגרמת על ידי גבוה לטווח ארוך. -להימנע מפעולת טמפרטורה.
מסלול פיזור החום של גופי תאורת LED
מכיוון שלמקורות אור LED עצמם אין קרינה אינפרא אדומה או אולטרה סגולה, אין להם פונקציה של פיזור חום קרינה. ניתן לייצא את נתיב פיזור החום של גופי תאורת LED רק דרך גוף קירור בשילוב הדוק עם לוח חרוזי LED. הרדיאטור חייב להיות בעל פונקציות של הולכת חום, הסעת חום וקרינת חום.
כל רדיאטור, מלבד היכולת להעביר במהירות חום ממקור החום אל פני הרדיאטור, מסתמך בעיקר על הסעה וקרינה לפיזור חום לאוויר. הולכה תרמית פותרת רק את מסלול העברת החום, בעוד שהסעה תרמית היא הפונקציה העיקרית של גופי קירור. ביצועי פיזור החום נקבעים בעיקר על ידי אזור פיזור החום, הצורה ועוצמת ההסעה הטבעית, וקרינה תרמית היא רק פונקציית עזר.
באופן כללי, אם המרחק ממקור החום לפני השטח של גוף הקירור קטן מ-5 מ"מ, כל עוד המוליכות התרמית של החומר גדולה מ-5, ניתן לייצא את החום שלו, ושאר פיזור החום חייב להיות נשלט על ידי הסעה תרמית.
רוב מקורות תאורת LED עדיין משתמשים בחרוזי LED עם מתח נמוך (VF=3.2V) וזרם גבוה (IF=200-700mA). בשל החום הגבוה שנוצר במהלך הפעולה, יש להשתמש בסגסוגות אלומיניום בעלות מוליכות תרמית גבוהה. יש בדרך כלל רדיאטורים מאלומיניום יצוק, רדיאטורים מאלומיניום שחול ורדיאטורים מאלומיניום מוטבעים. רדיאטור אלומיניום יצוק הוא טכנולוגיה של יציקת חלקים בלחץ, שבה יוצקים סגסוגת אלומיניום נחושת אבץ נוזלית לתוך יציאת ההזנה של מכונת היציקה, ולאחר מכן יציקה על ידי מכונת היציקה כדי לייצר רדיאטור עם צורה מוגדרת על ידי תבנית מעוצבת מראש.
רדיאטור אלומיניום יצוק
עלות הייצור ניתנת לשליטה, אך לא ניתן לעשות את כנפי פיזור החום דקות, מה שמקשה על הגדלת שטח פיזור החום. חומרי היציקה הנפוצים עבור גופי קירור מנורות LED הם ADC10 ו-ADC12.
רדיאטור אלומיניום סחוט
סחיטת אלומיניום נוזלי לצורה דרך תבנית קבועה, ולאחר מכן חיתוך המוט לצורה הרצויה של גוף קירור באמצעות עיבוד שבבי, גורמת לעלויות עיבוד גבוהות יותר בשלבים המאוחרים. ניתן לעשות את כנפי פיזור החום דקות מאוד, עם הרחבה מרבית של אזור פיזור החום. כאשר כנפי פיזור החום פועלות, הן יוצרות באופן אוטומטי הסעת אוויר לפיזור חום, והשפעת פיזור החום טובה. החומרים הנפוצים הם AL6061 ו-AL6063.
רדיאטור אלומיניום מוטבע
זה מושג על ידי הטבעה ומשיכת לוחות פלדה וסגסוגת אלומיניום עם מכונות ניקוב ותבניות ליצירת רדיאטורים בצורת כוס. לרדיאטורים המוטבעים יש קצוות פנימיים וחיצוניים חלקים, אך אזור פיזור חום מוגבל בגלל היעדר כנפיים. חומרי סגסוגת האלומיניום הנפוצים הם 5052, 6061 ו-6063. חלקי הטבעה הם בעלי 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 מתג לא מבודד, יש צורך לבודד ספקי כוח AC ו-DC, מתח גבוה ונמוך באמצעות התכנון המבני של גופי התאורה כדי לעבור אישור CE או UL.
רדיאטור אלומיניום מצופה פלסטיק
זהו גוף קירור עם מעטפת פלסטיק מוליכת חום וליבה מאלומיניום. ליבת פיזור חום מפלסטיק ומוליך תרמי ואלומיניום מיוצקים במכה אחת במכונת הזרקה, וליבת פיזור החום מאלומיניום משמשת כחלק מוטבע, הדורש עיבוד מכני מראש. החום של חרוזי LED מוליך במהירות אל הפלסטיק המוליך התרמי דרך ליבת פיזור החום מאלומיניום. הפלסטיק המוליך תרמי משתמש בכנפיו המרובות כדי ליצור פיזור חום בהסעת אוויר ומקרין חלק מהחום על פניו.
רדיאטורים מאלומיניום עטופים בפלסטיק משתמשים בדרך כלל בצבעים המקוריים של פלסטיק מוליך תרמי, לבן ושחור. לרדיאטורים מאלומיניום עטופים בפלסטיק שחור יש אפקטים טובים יותר של פיזור חום קרינה. פלסטיק מוליך תרמי הוא סוג של חומר תרמופלסטי שקל לעצב אותו באמצעות הזרקה בשל הנזילות, הצפיפות, הקשיחות והחוזק שלו. יש לו עמידות מצוינת בפני מחזורי זעזועים תרמיים וביצועי בידוד מצוינים. לפלסטיק מוליך תרמי יש מקדם קרינה גבוה יותר מחומרי מתכת רגילים.
הצפיפות של פלסטיק מוליך תרמית נמוכה ב-40% מזו של אלומיניום יצוק וקרמיקה. עבור רדיאטורים מאותה צורה, ניתן להפחית את המשקל של אלומיניום מצופה פלסטיק בכמעט שליש; בהשוואה לכל הרדיאטורים מאלומיניום, יש לו עלויות עיבוד נמוכות יותר, מחזורי עיבוד קצרים יותר וטמפרטורות עיבוד נמוכות יותר; המוצר המוגמר אינו שביר; לקוחות יכולים לספק מכונות הזרקה משלהם לעיצוב מראה מובחן וייצור של גופי תאורה. לרדיאטור האלומיניום העטוף בפלסטיק יש ביצועי בידוד טובים וקל לעבור את תקנות הבטיחות.
רדיאטור פלסטיק מוליכות תרמית גבוהה
רדיאטורים מפלסטיק עם מוליכות תרמית גבוהה מתפתחים במהירות לאחרונה. רדיאטורים מפלסטיק מוליכות תרמית גבוהה הם סוג של כל רדיאטור פלסטיק עם מוליכות תרמית גבוהה עשרות מונים מפלסטיק רגיל, מגיע ל-2-9w/mk, ובעלי מוליכות תרמית ויכולות קרינה 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 ב-AC 6000V ומתאים לשימוש בספק זרם קבוע של מתג לא מבודד ובספק זרם קבוע ליניארי במתח גבוה של HVLED. הפוך את גופי תאורת ה-LED הללו לקלים לעבור בדיקות בטיחות קפדניות כגון CE, TUV, UL וכו'. HVLED פועל במצב מתח גבוה (VF=35-280VDC) וזרם נמוך (IF=20-60mA), מה שמפחית את החום הדור של לוח החרוזים HVLED. ניתן לייצר רדיאטורים מפלסטיק עם מוליכות תרמית גבוהה באמצעות מכונות הזרקה או אקסטרוזיה מסורתיות.
לאחר היווצרות, למוצר המוגמר יש חלקות גבוהה. שיפור משמעותי בפרודוקטיביות, עם גמישות גבוהה בעיצוב הסטיילינג, המאפשר למעצבים לנצל באופן מלא את מושגי העיצוב שלהם. רדיאטור הפלסטיק עם מוליכות תרמית גבוהה עשוי פילמור PLA (עמילן תירס), שהוא 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 הקירור הפלסטי עם מוליכות תרמית גבוהה עמוסות בצפיפות עם יוני מתכת ננומטריים, שיכולים לנוע במהירות בטמפרטורות גבוהות ולהגדיל את אנרגיית הקרינה התרמית. החיוניות שלו עדיפה על זו של גופי פיזור חום של חומר מתכת. גוף הקירור הפלסטי עם מוליכות תרמית גבוהה עמיד לטמפרטורות גבוהות ואינו נשבר או מתעוות במשך חמש שעות ב-150 ℃. כאשר הוא מיושם עם פתרון כונן IC זרם קבוע ליניארי במתח גבוה, הוא אינו דורש קבלים אלקטרוליטיים או משרנים בנפח גדול, מה שמשפר מאוד את תוחלת החיים של נורות LED. זהו פתרון אספקת חשמל לא מבודד עם יעילות גבוהה ובעלות נמוכה. מתאים במיוחד ליישום צינורות פלורסנט ומנורות כרייה בעלות הספק גבוה.
ניתן לעצב רדיאטורים מפלסטיק עם מוליכות תרמית גבוהה עם כנפי פיזור חום מדויקות רבות, שניתן לעשותן דקות מאוד כדי למקסם את הרחבת שטח פיזור החום. כאשר כנפי פיזור החום פועלות, הן יוצרות באופן אוטומטי הסעת אוויר כדי לפזר חום, וכתוצאה מכך אפקט פיזור חום טוב יותר. החום של חרוזי 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 שצפיפות הפלסטיק היא 1420 ק"ג/מ"ק, שהם כמעט מחצית מאלומיניום. לכן, עבור רדיאטורים מאותה צורה, משקלם של רדיאטורים מפלסטיק הוא רק 1/2 מאלומיניום. והעיבוד פשוט, וניתן לקצר את מחזור הדפוס שלו ב-20-50%, מה שגם מוזיל את עלות החשמל.
זמן פרסום: 30 באוגוסט 2024