Jakiego rodzaju strukturę rozpraszania ciepła wykorzystuje LED Bulkhead

W branży oświetlenia profesjonalnego Przegrody LED (przegrody/iluminatory) są szeroko stosowane na zewnątrz, w korytarzach, na parkingach podziemnych i w środowiskach przemysłowych ze względu na ich wytrzymałość i wysoki stopień ochrony IP65 lub wyższy. Jednakże konstrukcja ich obudowy o wysokim stopniu ochrony IP65 stwarza wyjątkowe wyzwania w zakresie odprowadzania ciepła.

Żywotność i utrzymanie strumienia świetlnego (np. standard L70) diod LED są ściśle powiązane z temperaturą złącza chipa (Tj). Temperatura jest głównym czynnikiem wpływającym na żywotność diod LED. Dlatego profesjonalna przegroda LED musi posiadać wydajną i niezawodną strukturę odprowadzającą ciepło, aby szybko odprowadzić ciepło z chipa LED, aby zapewnić długotrwałą pracę, szczególnie w wysokich temperaturach otoczenia, przy zachowaniu oczekiwanej żywotności wynoszącej 50 000 godzin lub więcej.

Trzy podstawowe elementy struktury rozpraszania ciepła grodzi

System rozpraszania ciepła przegrody LED to złożona, wielowarstwowa struktura składająca się z trzech kluczowych elementów pracujących w tandemie: zarządzania źródłem ciepła, ścieżek przewodzenia ciepła oraz konwekcji/promieniowania ciepła.

1. Zarządzanie ciepłem: Wybór podłoża modułu LED

Pierwszym krokiem w rozpraszaniu ciepła jest przeniesienie ciepła z dolnej części chipa LED.

Płytka drukowana z metalowym rdzeniem (MCPCB): Wysokiej jakości przegrody LED prawie wyłącznie wykorzystują MCPCB zamiast tradycyjnych płytek z włókna szklanego FR4. MCPCB z aluminiowym podłożem jako rdzeniem charakteryzują się wyjątkowo wysoką przewodnością cieplną. Dzięki temu ciepło generowane przez chip LED podczas pracy zostanie możliwie najszybciej przekazane na powierzchnię aluminiowego podłoża.

Klej i lutownica o wysokiej przewodności cieplnej: Między chipem LED a płytką MCPCB należy zastosować specjalistyczny lut lub klej o wysokiej przewodności cieplnej, aby zminimalizować rezystancję styku termicznego. Precyzja i czystość materiału tego procesu w profesjonalnej przegrodzie są kluczowymi wyróżnikami jakości produktu.

2. Ścieżka wymiany ciepła: Integracja materiału i struktury obudowy

Po przekazaniu ciepła z MCPCB potrzebna jest niezawodna droga na zewnętrzną powierzchnię oprawy.

Odlewana ciśnieniowo obudowa ze stopu aluminium: Chociaż w wielu obudowach przegród zastosowano poliwęglan (PC), aby spełnić wymagania dotyczące odporności na uderzenia IK, krytyczne elementy rozpraszające ciepło są zazwyczaj nadal wykonane z odlewanego ciśnieniowo stopu aluminium. Profesjonalna konstrukcja konstrukcyjna mocuje MCPCB do radiatora ze stopu aluminium.

Strukturalnie zintegrowany radiator: W niektórych wysokowydajnych przegrodach LED główna obudowa (szczególnie tylna) jest zaprojektowana jako radiator strukturalny z funkcją radiatora. Precyzyjny rozstaw i grubość lamel zostały zaprojektowane tak, aby zmaksymalizować powierzchnię stykającą się z otaczającym powietrzem.

3. Konwekcja ciepła i promieniowanie: wyzwania w zamkniętych środowiskach

Ponieważ przegrody są zwykle bardzo szczelne (np. IP66), wewnętrzne odprowadzanie ciepła opiera się głównie na przewodzeniu do obudowy, gdzie jest następnie rozpraszane poprzez konwekcję i promieniowanie.

Maksymalna powierzchnia: Efektywna powierzchnia rozpraszania ciepła przez obudowę oprawy ma kluczowe znaczenie dla efektywności rozpraszania ciepła. Nawet jeśli obudowa jest wykonana z PC, metalowy radiator wewnątrz zapewnia równomierną dystrybucję ciepła przez wiele przelotek termicznych.

Kolor i efekt powłoki: Kolor i powłoka powierzchniowa obudowy również wpływają na efektywność promieniowania cieplnego. Ciemne powłoki (takie jak czarna lub ciemnoszara) mają wyższą emisyjność, co ułatwia odprowadzanie ciepła poprzez promieniowanie podczerwone w szczelnych środowiskach.

Rozważania dotyczące rozpraszania ciepła przez sterowniki i zasilacze

Jako kolejne główne źródło ciepła w oprawach oświetleniowych, równie istotny jest projekt rozpraszania ciepła przez zasilacz. Awaria sterownika jest jedną z głównych przyczyn awarii opraw LED.

Izolacja fizyczna: Profesjonalna konstrukcja przegrody LED zapewnia pewną fizyczną odległość lub wnękę izolacyjną pomiędzy sterownikiem a modułem LED. Zapobiega to przenoszeniu ciepła generowanego przez moduł LED z powrotem do wrażliwych elementów elektronicznych sterownika, takich jak kondensatory elektrolityczne.

Zalewanie sterowników: Sterowniki grodzi o wysokim stopniu ochrony IP są zazwyczaj zalewane termoprzewodzącą żywicą epoksydową lub silikonem. Zapewnia to nie tylko dodatkową ochronę IP przed wilgocią, ale także równomiernie rozprowadza ciepło generowane przez wewnętrzne chipy przetwornika do obudowy, jeszcze bardziej poprawiając niezawodność w wilgotnym i wibrującym środowisku.