في الوقت الحاضر، أكبر مشكلة تقنيةإضاءة LEDهو تبديد الحرارة. أدى تبديد الحرارة الضعيف إلى أن يصبح مصدر الطاقة الدافعة LED والمكثف الإلكتروليتي لوحة قصيرة لمزيد من التطوير لإضاءة LED، والسبب في التقادم المبكر لمصدر ضوء LED.

في نظام الإضاءة الذي يستخدم مصادر ضوء LV LED، نظرًا لأن مصدر ضوء LED يعمل بجهد منخفض (VF=3.2V) وتيار مرتفع (IF=300-700mA)، يكون توليد الحرارة شديدًا. تتميز تجهيزات الإضاءة التقليدية بمساحة محدودة، كما يصعب على المشتتات الحرارية الصغيرة تصدير الحرارة بسرعة. وعلى الرغم من اعتماد أنظمة تبريد مختلفة، إلا أن النتائج لم تكن مرضية، وأصبحت مشكلة غير قابلة للحل بالنسبةتجهيزات الإضاءة LED. نحن نسعى دائمًا للعثور على مواد تبديد الحرارة منخفضة التكلفة وسهلة الاستخدام، وذات توصيل حراري جيد.

في الوقت الحاضر، يتم تحويل حوالي 30% من الطاقة الكهربائية لمصادر إضاءة LED إلى طاقة ضوئية بعد تشغيلها، بينما يتم تحويل الباقي إلى طاقة حرارية. ولذلك، فإن تصدير الكثير من الطاقة الحرارية في أسرع وقت ممكن هو تقنية أساسية في التصميم الهيكلي لتركيبات الإضاءة LED. يجب أن تتبدد الطاقة الحرارية من خلال التوصيل الحراري والحمل الحراري والإشعاع. فقط من خلال تصدير الحرارة في أسرع وقت ممكن يمكن أن ترتفع درجة حرارة التجويف داخلمصباح LEDيمكن تقليله بشكل فعال، وحماية مصدر الطاقة من العمل في بيئة ذات درجة حرارة عالية طويلة الأمد، وتجنب الشيخوخة المبكرة لمصدر ضوء LED الناتج عن التشغيل ذو درجة الحرارة العالية على المدى الطويل.

طرق تبديد الحرارة لتركيبات الإضاءة LED

نظرًا لأن مصادر ضوء LED لا تحتوي على إشعاعات تحت الحمراء أو فوق البنفسجية، فإنها لا تحتوي على وظيفة تبديد الحرارة الإشعاعية. لا يمكن استخلاص مسار تبديد الحرارة لتركيبات الإضاءة LED إلا من خلال المشتتات الحرارية المدمجة بشكل وثيق مع لوحات الخرز LED. يجب أن يتمتع المبرد بوظائف التوصيل الحراري والحمل الحراري والإشعاع الحراري.

يعتمد أي مشعاع، بالإضافة إلى قدرته على نقل الحرارة بسرعة من مصدر الحرارة إلى سطح المشعاع، بشكل أساسي على الحمل الحراري والإشعاع لتبديد الحرارة في الهواء. التوصيل الحراري يحل فقط مسار نقل الحرارة، في حين أن الحمل الحراري هو الوظيفة الرئيسية للمشعاع. يتم تحديد أداء تبديد الحرارة بشكل أساسي من خلال منطقة تبديد الحرارة، والشكل، وكثافة الحمل الحراري الطبيعي، في حين أن الإشعاع الحراري هو مجرد وظيفة مساعدة.

بشكل عام، إذا كانت المسافة من مصدر الحرارة إلى سطح المبرد أقل من 5 مم، طالما أن الموصلية الحرارية للمادة أكبر من 5، فيمكن تصدير حرارتها، ويجب أن يهيمن الحمل الحراري على تبديد الحرارة المتبقي. .

لا تزال معظم مصادر إضاءة LED تستخدم خرزات LED ذات الجهد المنخفض (VF=3.2V) والتيار العالي (IF=200-700mA). بسبب الحرارة العالية أثناء التشغيل، يجب استخدام سبائك الألومنيوم ذات الموصلية الحرارية العالية. عادةً ما تكون هناك مشعات من الألومنيوم المصبوب، ومشعات من الألومنيوم المبثوق، ومشعات من الألومنيوم المختوم. مشعاع الألمنيوم المصبوب عبارة عن تقنية لأجزاء الصب بالضغط، والتي تتضمن صب سبائك الألومنيوم والنحاس والزنك السائل في منفذ التغذية لآلة الصب بالقالب، ومن ثم صبها في قالب مصمم مسبقًا بشكل محدد مسبقًا.

مشعاع من الألومنيوم المصبوب

يمكن التحكم في تكلفة الإنتاج، ولا يمكن جعل جناح تبديد الحرارة رقيقًا، مما يجعل من الصعب تعظيم مساحة تبديد الحرارة. مواد الصب بالقالب شائعة الاستخدام لمشعات مصابيح LED هي ADC10 وADC12.

المبرد الألومنيوم المبثوق

يتم بثق الألومنيوم السائل إلى شكله من خلال قالب ثابت، ومن ثم يتم تشكيل الشريط وتقطيعه إلى الشكل المطلوب للمشتت الحراري، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف المعالجة في مرحلة لاحقة. يمكن جعل جناح تبديد الحرارة رقيقًا جدًا، مع أقصى توسع لمنطقة تبديد الحرارة. عندما يعمل جناح تبديد الحرارة، فإنه يشكل الحمل الحراري للهواء تلقائيًا لتوزيع الحرارة، ويكون تأثير تبديد الحرارة جيدًا. المواد المستخدمة بشكل شائع هي AL6061 وAL6063.

مشعاع ألومنيوم مختوم

إنها عملية ختم ورفع ألواح الفولاذ وسبائك الألومنيوم من خلال المثقاب والقالب لإنشاء مشعاع على شكل كوب. يتميز المبرد المختوم بمحيط داخلي وخارجي أملس، ومنطقة تبديد الحرارة محدودة بسبب عدم وجود أجنحة. مواد سبائك الألومنيوم شائعة الاستخدام هي 5052، 6061، و6063. الأجزاء المختومة ذات جودة منخفضة واستخدام عالي للمواد، مما يجعلها حلاً منخفض التكلفة.

تعتبر الموصلية الحرارية لمشعات سبائك الألومنيوم مثالية ومناسبة لمصادر الطاقة ذات التيار الثابت المعزولة. بالنسبة لإمدادات الطاقة ذات التيار الثابت غير المعزولة، فمن الضروري عزل مصادر الطاقة AC وDC، ذات الجهد العالي والجهد المنخفض من خلال التصميم الهيكلي لتركيبات الإضاءة من أجل الحصول على شهادة CE أو UL.

مشعاع ألومنيوم مطلي بالبلاستيك

وهو عبارة عن مشتت حراري مزود بقشرة بلاستيكية موصلة للحرارة وقلب من الألومنيوم. يتم تشكيل قلب تبديد الحرارة من البلاستيك والألمنيوم الموصل للحرارة دفعة واحدة على آلة التشكيل بالحقن، ويتم استخدام قلب تبديد الحرارة من الألومنيوم كجزء مدمج يتطلب معالجة ميكانيكية مسبقة. يتم نقل حرارة حبات مصباح LED بسرعة إلى البلاستيك الحراري الموصل من خلال قلب تبديد الحرارة المصنوع من الألومنيوم. يستخدم البلاستيك الحراري الموصل أجنحته المتعددة لتشكيل تبديد الحرارة بالحمل الحراري للهواء، ويستخدم سطحه لإشعاع بعض الحرارة.

تستخدم مشعات الألمنيوم المطلية بالبلاستيك بشكل عام الألوان الأصلية للبلاستيك الموصل للحرارة، الأبيض والأسود. مشعات الألومنيوم المطلية بالبلاستيك الأسود لها تأثير أفضل للإشعاع وتبديد الحرارة. البلاستيك الحراري الموصل هو نوع من المواد البلاستيكية الحرارية. من السهل تشكيل سيولة المادة وكثافتها ومتانتها وقوتها بالحقن. إنها تتمتع بمقاومة جيدة لدورات الصدمات الباردة والساخنة وأداء عزل ممتاز. معامل الإشعاع للبلاستيك الموصل للحرارة يفوق معامل المواد المعدنية العادية

كثافة البلاستيك الموصل للحرارة أقل بنسبة 40% من كثافة الألومنيوم المصبوب والسيراميك، وبالنسبة للمشعات من نفس الشكل، يمكن تقليل وزن الألومنيوم المطلي بالبلاستيك بنسبة الثلث تقريبًا؛ بالمقارنة مع جميع مشعات الألومنيوم، فإن تكلفة المعالجة منخفضة، ودورة المعالجة قصيرة، ودرجة حرارة المعالجة منخفضة؛ المنتج النهائي ليس هشا. يمكن استخدام آلة التشكيل بالحقن الخاصة بالعميل لتصميم مظهر مختلف وإنتاج تركيبات الإضاءة. يتمتع مشعاع الألمنيوم المطلي بالبلاستيك بأداء عزل جيد ويسهل اجتياز لوائح السلامة.

مشعاع بلاستيكي عالي التوصيل الحراري

لقد تطورت مشعات بلاستيكية عالية التوصيل الحراري بسرعة في الآونة الأخيرة. المشعات البلاستيكية ذات الموصلية الحرارية العالية هي جميعها مشعات بلاستيكية، مع موصلية حرارية أعلى بعشرات المرات من البلاستيك العادي، تصل إلى 2-9 واط/مك، وقدرات ممتازة على التوصيل الحراري والإشعاع؛ نوع جديد من مواد العزل وتبديد الحرارة التي يمكن تطبيقها على مصابيح الطاقة المختلفة، ويمكن استخدامها على نطاق واسع في مصابيح LED المختلفة التي تتراوح من 1 وات إلى 200 وات.

يمكن للبلاستيك عالي التوصيل الحراري أن يتحمل جهدًا يصل إلى 6000 فولت تيار متردد، مما يجعله مناسبًا لاستخدام مصادر طاقة التيار الثابت غير العازلة وإمدادات الطاقة ذات التيار الثابت الخطي عالي الجهد مع HVLED. تجعل هذا النوع من تجهيزات الإضاءة LED من السهل اجتياز لوائح السلامة الصارمة مثل CE وTUV وUL وما إلى ذلك. تعمل HVLED بجهد عالي (VF=35-280VDC) وتيار منخفض (IF=20-60mA)، مما يقلل من التسخين من لوحة حبة HVLED. يمكن استخدام مشعات بلاستيكية ذات موصلية حرارية عالية مع آلات القولبة بالحقن والبثق التقليدية.

بمجرد تشكيله، المنتج النهائي لديه نعومة عالية. تحسين الإنتاجية بشكل كبير، مع مرونة عالية في تصميم التصميم، يمكنه الاستفادة بشكل كامل من فلسفة التصميم للمصمم. المبرد البلاستيكي ذو الموصلية الحرارية العالية مصنوع من بلمرة PLA (نشا الذرة)، وهو قابل للتحلل بالكامل، وخالي من البقايا، وخالي من التلوث الكيميائي. لا تحتوي عملية الإنتاج على تلوث بالمعادن الثقيلة ولا مياه صرف صحي ولا غاز عادم، مما يلبي المتطلبات البيئية العالمية.

إن جزيئات PLA الموجودة داخل جسم تبديد الحرارة البلاستيكي عالي التوصيل الحراري معبأة بكثافة بأيونات معدنية نانوية، والتي يمكن أن تتحرك بسرعة في درجات حرارة عالية وتزيد من طاقة الإشعاع الحراري. تتفوق حيويتها على أجسام تبديد الحرارة المصنوعة من المواد المعدنية. المبرد البلاستيكي ذو الموصلية الحرارية العالية مقاوم لدرجة الحرارة العالية، ولا ينكسر أو يتشوه لمدة خمس ساعات عند 150 درجة مئوية. مع تطبيق نظام محرك IC ذو التيار الثابت الخطي عالي الجهد، فإنه لا يحتاج إلى مكثف إلكتروليتي ومحاثة كبيرة، مما يحسن بشكل كبير عمر مصباح LED بأكمله. يتميز نظام إمداد الطاقة غير المعزول بكفاءة عالية وتكلفة منخفضة. مناسبة بشكل خاص لتطبيق أنابيب الفلورسنت والمصابيح الصناعية والتعدينية عالية الطاقة.

يمكن تصميم مشعات بلاستيكية ذات موصلية حرارية عالية مع العديد من زعانف تبديد الحرارة الدقيقة، والتي يمكن جعلها رقيقة جدًا ولها أقصى قدر من التوسع في منطقة تبديد الحرارة. عندما تعمل زعانف تبديد الحرارة، فإنها تشكل تلقائيًا حملًا حراريًا للهواء لتوزيع الحرارة، مما يؤدي إلى تأثير جيد لتبديد الحرارة. يتم نقل حرارة حبات مصباح LED مباشرة إلى جناح تبديد الحرارة من خلال البلاستيك عالي التوصيل الحراري، وتبدد بسرعة من خلال الحمل الحراري للهواء والإشعاع السطحي.

تتمتع المشعات البلاستيكية ذات الموصلية الحرارية العالية بكثافة أخف من الألومنيوم. تبلغ كثافة الألومنيوم 2700 كجم/م3، بينما تبلغ كثافة البلاستيك 1420 كجم/م3، أي حوالي نصف كثافة الألومنيوم. لذلك، بالنسبة للمشعات من نفس الشكل، يكون وزن المشعات البلاستيكية 1/2 فقط من وزن الألومنيوم. علاوة على ذلك، المعالجة بسيطة، ويمكن تقصير دورة التشكيل بنسبة 20-50%، مما يقلل أيضًا من القوة الدافعة للتكاليف.