À l'heure actuelle, le plus gros problème technique deÉclairage LEDest la dissipation thermique. Une mauvaise dissipation thermique a conduit à ce que l'alimentation électrique de commande des LED et le condensateur électrolytique soient devenus la carte courte pour le développement ultérieur de l'éclairage LED et la raison du vieillissement prématuré de la source de lumière LED.

Dans le système d'éclairage utilisant des sources lumineuses LED BT, en raison de la source lumineuse LED fonctionnant à basse tension (VF=3,2 V) et à courant élevé (IF=300-700 mA), la génération de chaleur est importante. Les appareils d'éclairage traditionnels ont un espace limité et les petits dissipateurs thermiques sont difficiles à exporter rapidement la chaleur. Malgré l'adoption de divers schémas de refroidissement, les résultats n'étaient pas satisfaisants, devenant un problème insoluble pourLuminaires LED. Nous nous efforçons toujours de trouver des matériaux de dissipation thermique peu coûteux, faciles à utiliser et dotés d'une bonne conductivité thermique.

À l'heure actuelle, environ 30 % de l'énergie électrique des sources lumineuses LED est convertie en énergie lumineuse après leur mise sous tension, tandis que le reste est converti en énergie thermique. Par conséquent, exporter autant d’énergie thermique le plus rapidement possible est une technologie clé dans la conception structurelle des luminaires LED. L'énergie thermique doit être dissipée par conduction thermique, convection et rayonnement. Ce n'est qu'en exportant la chaleur le plus tôt possible que la température de la cavité à l'intérieur duLampe LEDêtre efficacement réduit, l'alimentation électrique doit être protégée contre le fonctionnement dans un environnement à haute température de longue durée et le vieillissement prématuré de la source de lumière LED provoqué par un fonctionnement à haute température à long terme est évité.

Méthodes de dissipation thermique pour les appareils d'éclairage LED

Étant donné que les sources de lumière LED n'ont pas de rayonnement infrarouge ou ultraviolet, elles n'ont pas de fonction de dissipation thermique radiative. La voie de dissipation thermique des luminaires LED ne peut être dérivée que par des dissipateurs thermiques étroitement associés à des plaques de perles LED. Le radiateur doit avoir les fonctions de conduction thermique, de convection thermique et de rayonnement thermique.

Tout radiateur, en plus de pouvoir transférer rapidement la chaleur de la source de chaleur à la surface du radiateur, repose principalement sur la convection et le rayonnement pour dissiper la chaleur dans l'air. La conduction thermique ne résout que le chemin du transfert de chaleur, tandis que la convection thermique est la fonction principale d'un radiateur. Les performances de dissipation thermique sont principalement déterminées par la zone de dissipation thermique, la forme et l'intensité de la convection naturelle, tandis que le rayonnement thermique n'est qu'une fonction auxiliaire.

D'une manière générale, si la distance entre la source de chaleur et la surface du radiateur est inférieure à 5 mm, tant que la conductivité thermique du matériau est supérieure à 5, sa chaleur peut être exportée et la dissipation thermique restante doit être dominée par la convection thermique. .

La plupart des sources d'éclairage LED utilisent encore des perles LED basse tension (VF = 3,2 V) et courant élevé (IF = 200-700 mA). En raison de la chaleur élevée pendant le fonctionnement, des alliages d'aluminium à haute conductivité thermique doivent être utilisés. Il existe généralement des radiateurs en aluminium moulé sous pression, des radiateurs en aluminium extrudé et des radiateurs en aluminium estampé. Le radiateur en aluminium moulé sous pression est une technologie pour les pièces coulées sous pression, qui consiste à verser un alliage liquide de zinc, de cuivre et d'aluminium dans l'orifice d'alimentation de la machine de moulage sous pression, puis à le couler dans un moule préconçu avec une forme prédéterminée.

Radiateur en aluminium moulé sous pression

Le coût de production est contrôlable et l'aile de dissipation thermique ne peut pas être fine, ce qui rend difficile la maximisation de la zone de dissipation thermique. Les matériaux de moulage sous pression couramment utilisés pour les radiateurs à lampes LED sont l'ADC10 et l'ADC12.

Radiateur en aluminium extrudé

L'aluminium liquide est extrudé à travers un moule fixe, puis la barre est usinée et découpée dans la forme souhaitée du dissipateur thermique, ce qui entraîne des coûts de traitement plus élevés à l'étape ultérieure. L'aile de dissipation thermique peut être très fine, avec une expansion maximale de la zone de dissipation thermique. Lorsque l'aile de dissipation thermique fonctionne, elle forme automatiquement une convection d'air pour diffuser la chaleur, et l'effet de dissipation thermique est bon. Les matériaux couramment utilisés sont AL6061 et AL6063.

Radiateur en aluminium estampé

Il s'agit du processus d'estampage et de levage de plaques d'acier et d'alliage d'aluminium à travers un poinçon et un moule pour créer un radiateur en forme de coupelle. Le radiateur estampé a une circonférence intérieure et extérieure lisse et la zone de dissipation thermique est limitée en raison du manque d'ailes. Les matériaux en alliage d'aluminium couramment utilisés sont les 5052, 6061 et 6063. Les pièces embouties sont de faible qualité et utilisent beaucoup de matériaux, ce qui en fait une solution peu coûteuse.

La conductivité thermique des radiateurs en alliage d'aluminium est idéale et adaptée aux alimentations à courant constant à commutateur isolé. Pour les alimentations à courant constant avec interrupteur non isolant, il est nécessaire d'isoler les alimentations CA et CC, haute tension et basse tension grâce à la conception structurelle des luminaires afin de passer la certification CE ou UL.

Radiateur en aluminium plastifié

Il s'agit d'un dissipateur thermique doté d'une coque en plastique thermoconducteur et d'un noyau en aluminium. Le plastique thermoconducteur et le noyau de dissipation thermique en aluminium sont formés en une seule fois sur une machine de moulage par injection, et le noyau de dissipation thermique en aluminium est utilisé comme pièce intégrée nécessitant un traitement pré-mécanique. La chaleur des perles de lampe LED est rapidement transférée au plastique conducteur thermique via le noyau de dissipation thermique en aluminium. Le plastique conducteur thermique utilise ses multiples ailes pour former une dissipation thermique par convection d'air et utilise sa surface pour rayonner une partie de la chaleur.

Les radiateurs en aluminium plastifié utilisent généralement les couleurs originales du plastique thermoconducteur, blanc et noir. Les radiateurs en aluminium recouverts de plastique noir ont un meilleur effet de rayonnement et de dissipation thermique. Le plastique conducteur thermique est une sorte de matériau thermoplastique. La fluidité, la densité, la ténacité et la résistance du matériau sont faciles à mouler par injection. Il présente une bonne résistance aux cycles de choc froid et chaud et d’excellentes performances d’isolation. Le coefficient de rayonnement du plastique thermoconducteur est supérieur à celui des matériaux métalliques ordinaires

La densité du plastique conducteur thermique est 40 % inférieure à celle de l'aluminium moulé sous pression et de la céramique, et pour des radiateurs de même forme, le poids de l'aluminium plastifié peut être réduit de près d'un tiers ; Par rapport à tous les radiateurs en aluminium, le coût de traitement est faible, le cycle de traitement est court et la température de traitement est basse ; Le produit fini n’est pas fragile ; La propre machine de moulage par injection du client peut être utilisée pour la conception et la production d'apparences différenciées de luminaires. Le radiateur en aluminium plastifié a de bonnes performances d'isolation et respecte facilement les réglementations de sécurité.

Radiateur en plastique à haute conductivité thermique

Les radiateurs en plastique à haute conductivité thermique se sont développés rapidement ces derniers temps. Les radiateurs en plastique à haute conductivité thermique sont tous des radiateurs en plastique, avec une conductivité thermique plusieurs dizaines de fois supérieure à celle des plastiques ordinaires, atteignant 2-9w/mk, et d'excellentes capacités de conduction thermique et de rayonnement ; Un nouveau type de matériau d'isolation et de dissipation thermique qui peut être appliqué à diverses lampes de puissance et peut être largement utilisé dans diverses lampes LED allant de 1 W à 200 W.

Le plastique à haute conductivité thermique peut résister à une tension allant jusqu'à 6 000 V CA, ce qui le rend approprié pour l'utilisation d'alimentations à courant constant à commutateur non isolant et d'alimentations à courant constant linéaire haute tension avec HVLED. Rendre ce type de luminaire LED facile à respecter les réglementations de sécurité strictes telles que CE, TUV, UL, etc. HVLED fonctionne à haute tension (VF=35-280VDC) et à faible courant (IF=20-60mA), ce qui réduit le chauffage. de la plaque à billes HVLED. Les radiateurs en plastique à haute conductivité thermique peuvent être utilisés avec les machines traditionnelles de moulage par injection et d'extrusion.

Une fois formé, le produit fini présente une grande douceur. Améliorant considérablement la productivité, avec une grande flexibilité dans la conception du style, il peut pleinement exploiter la philosophie de conception du concepteur. Le radiateur en plastique à haute conductivité thermique est fabriqué en polymérisation PLA (amidon de maïs), entièrement dégradable, sans résidus et sans pollution chimique. Le processus de production ne présente aucune pollution par les métaux lourds, ni eaux usées ni gaz d'échappement, répondant ainsi aux exigences environnementales mondiales.

Les molécules de PLA à l'intérieur du corps de dissipation thermique en plastique à haute conductivité thermique sont densément remplies d'ions métalliques à l'échelle nanométrique, qui peuvent se déplacer rapidement à des températures élevées et augmenter l'énergie du rayonnement thermique. Sa vitalité est supérieure à celle des corps de dissipation thermique en matériaux métalliques. Le radiateur en plastique à haute conductivité thermique résiste aux températures élevées et ne se casse pas et ne se déforme pas pendant cinq heures à 150 ℃. Avec l'application du schéma de commande IC à courant constant linéaire haute tension, il n'a pas besoin de condensateur électrolytique ni de grande inductance, ce qui améliore considérablement la durée de vie de l'ensemble de la lampe LED. Le système d'alimentation électrique non isolé présente un rendement élevé et un faible coût. Particulièrement adapté à l'application de tubes fluorescents et de lampes industrielles et minières de haute puissance.

Les radiateurs en plastique à haute conductivité thermique peuvent être conçus avec de nombreuses ailettes de dissipation thermique de précision, qui peuvent être très fines et avoir une expansion maximale de la zone de dissipation thermique. Lorsque les ailettes de dissipation thermique fonctionnent, elles forment automatiquement une convection d'air pour diffuser la chaleur, ce qui entraîne un bon effet de dissipation thermique. La chaleur des perles de lampe LED est directement transférée à l'aile de dissipation thermique via un plastique à haute conductivité thermique et rapidement dissipée par convection de l'air et rayonnement de surface.

Les radiateurs en plastique à haute conductivité thermique ont une densité plus légère que l'aluminium. La densité de l’aluminium est de 2 700 kg/m3, tandis que celle du plastique est de 1 420 kg/m3, soit environ la moitié de celle de l’aluminium. Ainsi, pour des radiateurs de même forme, le poids des radiateurs en plastique n’est que la moitié de celui de l’aluminium. De plus, le traitement est simple et son cycle de formage peut être raccourci de 20 à 50 %, ce qui réduit également la force motrice des coûts.