Jaký druh struktury rozptylu tepla používá přepážka LED

V sektoru profesionálního osvětlení, LED přepážky (přepážky/světlíky) jsou široce používány venku, na chodbách, podzemních parkovištích a v průmyslovém prostředí díky své odolnosti a vysokému krytí IP65 nebo vyšším. Jejich konstrukce s vysokým krytím IP65 však představuje jedinečné problémy s odvodem tepla.

Životnost a údržba lumenu (např. standard L70) LED úzce souvisí s teplotou přechodu čipu (Tj). Teplota je hlavním faktorem ovlivňujícím životnost LED. Profesionální LED přepážka proto musí mít účinnou a spolehlivou strukturu odvodu tepla, aby rychle odváděla teplo pryč od LED čipu a zajistila tak dlouhodobý provoz, zejména při vysokých okolních teplotách, při zachování očekávané životnosti 50 000 hodin nebo více.

Tři hlavní součásti struktury přepážky pro odvod tepla

Systém odvodu tepla LED přepážky je komplexní, vícevrstvá struktura složená ze tří klíčových komponent, které pracují v tandemu: řízení zdroje tepla, cesty vedení tepla a konvekce/sálání tepla.

1. Tepelný management: Výběr substrátu modulu LED

Prvním krokem v odvodu tepla je přenos tepla ze spodní části LED čipu.

Metal Core Printed Circuit Board (MCPCB): Vysoce kvalitní LED přepážky téměř výhradně využívají MCPCB namísto tradičních FR4 laminátových desek. MCPCB s hliníkovým substrátem jako jádrem mají extrémně vysokou tepelnou vodivost. Tím je zajištěno, že teplo generované LED čipem během provozu se co nejrychleji přenese na povrch hliníkového substrátu.

Vysoce tepelně vodivé lepidlo a pájka: Mezi LED čipem a MCPCB je nutné použít speciální vysoce tepelně vodivou pájku nebo lepidlo, aby se minimalizoval tepelný kontaktní odpor. Přesnost a čistota materiálu tohoto procesu v profesionální přepážce jsou klíčovými rozdíly v kvalitě produktu.

2. Cesta přenosu tepla: Integrace materiálu pouzdra a konstrukce

Po přenosu tepla z MCPCB potřebuje spolehlivou cestu k vnějšímu povrchu svítidla.

Pouzdro z hliníkové slitiny odlévané pod tlakem: Zatímco mnoho pouzder přepážek využívá polykarbonát (PC) pro splnění požadavků na odolnost proti nárazu IK, kritické součásti pro odvod tepla uvnitř jsou obvykle stále tlakově lité hliníkové slitiny. Profesionální konstrukční návrh zajišťuje MCPCB k chladiči z hliníkové slitiny.

Strukturálně integrovaný chladič: U některých vysoce výkonných LED přepážek je hlavní kryt (zejména zadní) navržen jako konstrukční chladič s funkcí chladiče. Přesná rozteč a tloušťka žeber jsou navrženy tak, aby maximalizovaly povrchovou plochu v kontaktu s okolním vzduchem.

3. Konvekce a sálání tepla: výzvy v uzavřených prostředích

Vzhledem k tomu, že přepážky jsou typicky vysoce utěsněné (např. IP66), vnitřní odvod tepla závisí primárně na vedení do pouzdra, kde je pak rozptylováno konvekcí a sáláním.

Maximalizovaná povrchová plocha: Účinná povrchová plocha pro odvod tepla krytu svítidla je rozhodující pro účinnost odvodu tepla. I když je kryt vyroben z PC, kovový chladič uvnitř zajišťuje rovnoměrnou distribuci tepla prostřednictvím několika tepelných průchodů.

Barevné a povlakové efekty: Barva a povrchová úprava krytu také ovlivňují účinnost tepelného záření. Tmavé povlaky (jako je černá nebo tmavě šedá) mají vyšší emisivitu, což usnadňuje odvod tepla prostřednictvím infračerveného záření ve vzduchotěsném prostředí.

Úvahy o odvodu tepla u ovladačů a napájecích zdrojů

Jako další hlavní zdroj tepla ve svítidlech je stejně zásadní návrh rozptylu tepla řidiče. Selhání ovladače je jednou z hlavních příčin selhání LED svítidla.

Fyzická izolace: Profesionální konstrukční design přepážky LED zajišťuje určitou fyzickou vzdálenost nebo izolační dutinu mezi ovladačem a modulem LED. To zabraňuje přenosu tepla generovaného modulem LED zpět na citlivé elektronické součástky v budiči, jako jsou elektrolytické kondenzátory.

Zalití měniče: Přepážkové měniče s vysokým stupněm krytí IP jsou obvykle zalité tepelně vodivým epoxidem nebo silikonem. To poskytuje nejen dodatečnou IP ochranu proti vlhkosti, ale také rovnoměrně distribuuje teplo generované vnitřními čipy ovladače do krytu, což dále zvyšuje spolehlivost ve vlhkém a vibrujícím prostředí.