Сравнение пяти типов радиаторов для светодиодных светильников

Самая большая техническая проблема, с которой в настоящее время сталкиваются светодиодные светильники, — это проблема рассеивания тепла. Плохое рассеивание тепла приводит к тому, что источник питания светодиодного драйвера и электролитические конденсаторы становятся узкими местами в дальнейшем развитии светодиодных светильников, а также причиной преждевременного старения светодиодного источника света.

 

В настоящее время при включении светодиодного источника света около 30% электрической энергии преобразуется в световую энергию, а остальная часть преобразуется в тепловую энергию. Поэтому быстрое рассеивание этого большого количества тепла является ключевым техническим аспектом структурного проектирования светодиодного светильника. Тепловая энергия должна рассеиваться посредством теплопроводности, тепловой конвекции и теплового излучения. Только быстро рассеивая тепло можно эффективно снизить температуру полости внутри светодиодного светильника, защищая блок питания от работы в условиях постоянной высокой температуры и предотвращая преждевременное старение светодиодного источника света из-за длительной работы при высокой температуре.

 

Давайте проследим за ZP HEAT SINK, чтобы изучить пути рассеивания тепла светодиодных светильников:

Поскольку светодиодные источники света не имеют инфракрасных или ультрафиолетовых лучей, они не обладают возможностями рассеивания тепла излучением. Поэтому путь рассеивания тепла светодиодных светильников может полагаться только на радиаторы, тесно связанные с платой светодиодной лампы для рассеивания тепла. Радиаторы должны иметь функции теплопроводности, конвекции тепла и теплового излучения.

 

Любой радиатор, помимо быстрого переноса тепла от источника тепла к поверхности радиатора, в первую очередь полагается на конвекцию и излучение для рассеивания тепла в воздухе. Теплопроводность касается только пути передачи, в то время как конвекция тепла является основной функцией радиатора. Эффективность рассеивания тепла в основном определяется площадью рассеивания тепла, формой и способностью к естественной конвекции. Тепловое излучение играет лишь вспомогательную роль.

 

Распространенные методы рассеивания тепла включают литые алюминиевые радиаторы, экструдированные алюминиевые радиаторы, штампованные алюминиевые радиаторы, алюминиево-пластиковые композитные радиаторы и пластиковые радиаторы с высокой теплопроводностью.

 

Литой алюминиевый радиатор
Стоимость производства контролируется, но охлаждающие ребра нельзя сделать тонкими, что затрудняет максимизацию площади рассеивания тепла. Обычными материалами для литья под давлением для радиаторов светодиодных ламп являются ADC10 и ADC12.

 

Экструдированный алюминиевый радиатор
Жидкий алюминий выдавливается в форму через фиксированную форму, а затем пруток разрезается в требуемую форму радиатора посредством обработки, что приводит к более высоким затратам на последующую обработку. Охлаждающие ребра могут быть сделаны очень тонкими и многочисленными, что значительно расширяет область рассеивания тепла. Охлаждающие ребра автоматически образуют воздушную конвекцию для рассеивания тепла во время работы, что приводит к лучшему рассеиванию тепла. Распространенными материалами являются AL6061 и AL6063.

 

 

Штампованный алюминиевый радиатор
Используя штамповочный пресс и пресс-форму, стальные или алюминиевые пластины из сплава штампуются и вытягиваются для формирования чашеобразных радиаторов. Внутренние и внешние периферии штампованных радиаторов гладкие, но площадь рассеивания тепла ограничена из-за отсутствия ребер. Распространенными материалами из алюминиевого сплава являются 5052, 6061 и 6063. Штампованные детали легкие и имеют высокий коэффициент использования материала, что делает это недорогим решением.

 

 

Теплопроводность алюминиевых сплавов радиаторов относительно идеальна, что делает их пригодными для изолированных импульсных источников питания постоянного тока. Для неизолированных импульсных источников питания постоянного тока структурная конструкция лампы должна обеспечивать изоляцию переменного и постоянного тока, высокого и низкого напряжения питания для прохождения сертификации CE или UL.

 

Алюминиево-пластиковый композитный радиатор
Это радиатор с термопластиковой оболочкой и алюминиевым сердечником. Термопластик и алюминиевый сердечник радиатора формуются за один шаг на литьевой машине, при этом алюминиевый сердечник радиатора предварительно обрабатывается как встроенная деталь. Тепло от светодиодных лампочек быстро передается термопластику через алюминиевый сердечник радиатора. Термопластик образует воздушную конвекцию с помощью своих многочисленных крыльев для рассеивания тепла и излучает часть тепла со своей поверхности.

 

 

Плотность термопластика по сравнению с литым под давлением алюминием и керамикой
Плотность термопластика на 40% меньше, чем у литого алюминия и керамики. Для радиаторов той же формы вес алюминиево-пластикового композитного радиатора может быть уменьшен почти на треть. По сравнению с полностью алюминиевыми радиаторами стоимость обработки ниже, цикл обработки короче, а температура обработки ниже. Готовое изделие нелегко сломать. Клиенты могут использовать собственные литьевые машины для производства светильников с дифференцированным дизайном. Алюминиево-пластиковые композитные радиаторы обладают хорошими изоляционными свойствами и легко проходят стандарты безопасности.

 

 

Пластиковый радиатор с высокой теплопроводностью
Пластиковый радиатор с высокой теплопроводностью — это полностью пластиковый радиатор с коэффициентом теплопроводности в десятки раз выше, чем у обычного пластика, достигающим 2-9 Вт/м·К. Он обладает превосходными возможностями теплопроводности и теплового излучения. Это новый тип изолирующего теплоотводящего материала, применимый к лампам различной мощности, широко используемый в светодиодных лампах мощностью от 1 Вт до 200 Вт.

Пластик с высокой теплопроводностью выдерживает напряжение до 6000 В переменного тока, подходит для использования с неизолированными импульсными источниками питания постоянного тока и высоковольтными линейными источниками питания постоянного тока HVLED. Это позволяет таким светодиодным светильникам легко проходить строгие испытания на безопасность, такие как CE, TUV и UL. HVLED работает при высоком напряжении (VF=35-280VDC) и низком токе (IF=20-60mA), что снижает тепло, выделяемое платой шарика лампы HVLED. Пластиковые радиаторы с высокой теплопроводностью могут быть изготовлены с использованием традиционных литьевых и экструзионных машин.

 

Внутри пластикового радиатора с высокой теплопроводностью наноразмерные ионы металла плотно распределены между молекулами PLA, которые могут быстро перемещаться при высоких температурах, увеличивая энергию теплового излучения. Его активность превосходит активность металлических радиаторов. Пластиковые радиаторы с высокой теплопроводностью устойчивы к высоким температурам, не трескаются и не деформируются после пяти часов при 150 градусах. При использовании с высоковольтными линейными схемами постоянного тока IC-привода им не требуются электролитические конденсаторы и большие индукторы, что значительно увеличивает срок службы всей светодиодной лампы. Неизолированные схемы электропитания обеспечивают высокую эффективность и низкую стоимость, что делает их особенно подходящими для применения в люминесцентных трубках и мощных промышленных и горнодобывающих лампах.

 

Пластиковые радиаторы с высокой теплопроводностью могут быть спроектированы с большим количеством тонких охлаждающих ребер. Охлаждающие ребра могут быть сделаны очень тонкими и многочисленными, что значительно расширяет область рассеивания тепла. Охлаждающие ребра автоматически образуют воздушную конвекцию для рассеивания тепла во время работы, что приводит к хорошему рассеиванию тепла. Тепло от светодиодных лампочек напрямую передается охлаждающим ребрам через пластик с высокой теплопроводностью и быстро рассеивается посредством воздушной конвекции и поверхностного излучения.

 

Плотность пластиковых радиаторов с высокой теплопроводностью легче, чем алюминиевых. Плотность алюминия составляет 2700 кг/м³, а плотность пластика — 1420 кг/м³, что примерно вдвое меньше плотности алюминия. Поэтому для радиаторов той же формы вес пластиковых радиаторов составляет всего лишь половину веса алюминиевых. Более того, обработка проста, а цикл формования сокращается на 20-50%, что также снижает стоимость.

 

Вышеизложенное предоставлено технической командой ZP HEAT SINK. Пожалуйста, продолжайте следить за ZP HEAT SINK для получения более захватывающего контента.