Usporedba 5 radijatora unutarnjih LED rasvjetnih tijela
Trenutačno najveći tehnički problem LED rasvjetnih tijela je odvođenje topline. Slabo odvođenje topline dovelo je do LED pogonskih izvora napajanja i elektrolitičkih kondenzatora koji su postali nedostaci u daljnjem razvoju LED rasvjetnih tijela, te uzrok preranog propadanja LED izvora svjetlosti.
U rasvjetnom rješenju koje koristi LV LED izvor svjetlosti, jer LED izvor svjetlosti radi u radnom stanju niskog napona (VF=3,2V), visoke struje (IF=300～700mA), stvara puno topline, a tradicionalna svjetiljka ima mali prostor i malu površinu. Radijatoru je teško brzo raspršiti toplinu. Iako su usvojene različite sheme odvođenja topline, rezultati nisu bili zadovoljavajući i postali su nerješiv problem za LED rasvjetna tijela. Uvijek tražimo materijale koji su jednostavni za korištenje, imaju dobru toplinsku vodljivost i jeftine materijale za rasipanje topline.
Trenutno, nakon što se LED izvor svjetla uključi, oko 30% električne energije pretvara se u svjetlosnu energiju, a ostatak se pretvara u toplinsku energiju. Stoga je izvoz tolike toplinske energije što je prije moguće ključna tehnologija u konstrukcijskom dizajnu LED svjetiljki. Toplinska energija se treba raspršiti kroz vođenje topline, toplinsku konvekciju i toplinsko zračenje. Samo što je prije moguće raspršivanjem topline može se učinkovito smanjiti temperatura šupljine u LED lampi, a napajanje se može zaštititi od rada u dugotrajnom visokotemperaturnom okruženju, te od preranog starenja LED izvora svjetlosti zbog dugotrajnog -trajni rad na visokim temperaturama može se izbjeći.
Put odvođenja topline LED rasvjete
Budući da sam LED izvor svjetlosti nema infracrvene ili ultraljubičaste zrake, sam LED izvor svjetlosti nema funkciju odvođenja topline zračenja. Metoda odvođenja topline LED rasvjetnog tijela može izvući toplinu samo kroz radijator usko povezan s pločom perle LED svjetiljke. Radijator mora imati funkcije provođenja topline, toplinske konvekcije i toplinskog zračenja.
Svaki radijator, osim što može brzo provesti toplinu od izvora topline do površine radijatora, glavna stvar je raspršiti toplinu u zrak konvekcijom i zračenjem. Provođenje topline rješava samo način prijenosa topline, a toplinska konvekcija je glavna funkcija radijatora. Učinkovitost odvođenja topline uglavnom je određena površinom odvođenja topline, oblikom i sposobnošću prirodnog intenziteta konvekcije. Toplinsko zračenje je samo pomoćna funkcija. Općenito govoreći, ako je udaljenost od izvora topline do površine radijatora manja od 5 mm, sve dok je toplinska vodljivost materijala veća od 5, toplina se može eksportirati, a ostatak odvođenja topline mora biti dominira toplinska konvekcija.
Većina LED izvora rasvjete još uvijek koristi niskonaponske (VF=3,2V) i visoke struje (IF=200～700mA) LED žarulje. Zbog velike topline tijekom rada mora se koristiti aluminijska legura veće toplinske vodljivosti. Obično postoje radijatori od tlačno lijevanog aluminija, ekstrudirani aluminijski radijatori i žigosani aluminijski radijatori. Aluminijski radijator za tlačno lijevanje je tehnologija tlačnog lijevanja dijelova. Tekuća legura cinka, bakra i aluminija ulijeva se u ulaz stroja za tlačno lijevanje, a stroj za tlačno lijevanje se lijeva kako bi se izlio radijator s oblikom ograničenim unaprijed dizajniranim kalupom.
Radijator od tlačno lijevanog aluminija
Trošak proizvodnje je kontroliran, a krilo za odvođenje topline ne može se učiniti tankim, a teško je povećati područje odvođenja topline. Uobičajeni materijali za tlačno lijevanje za radijatore LED žarulja su ADC10 i ADC12. Radijator od ekstrudiranog aluminija
Tekući aluminij se ekstrudira kroz fiksnu matricu, a zatim se šipka strojno obrađuje i reže u željeni oblik radijatora. Kasniji trošak obrade je relativno visok. Zračuće krilo može se napraviti mnogo i tanko, a područje odvođenja topline je maksimalno prošireno. Kada radi zračenje krila, konvekcija zraka se automatski formira za difuziju topline, a učinak odvođenja topline je bolji. Najčešće korišteni materijali su AL6061 i AL6063.
Štancani aluminijski radijator
je korištenje proboja i kalupa za pritiskanje i izvlačenje ploča od čelika i legure aluminija kako bi se formirao radijator u obliku čaše. Unutarnja i vanjska periferija probušenog radijatora je glatka, a područje odvođenja topline je ograničeno zbog odsustva krila. Obično korišteni materijali od aluminijskih legura su 5052, 6061 i 6063. Kvaliteta dijelova za štancanje je mala, a stopa iskorištenja materijala visoka, što je jeftino rješenje.
Provodljivost topline radijatora od aluminijske legure je idealna, a prikladnija je za izolirano preklopno napajanje konstantnom strujom. Za neizolirana prekidačka napajanja konstantne struje, potrebno je izolirati AC i DC, visokonaponske i niskonaponske izvore napajanja kroz strukturni dizajn svjetiljke kako bi prošla CE ili UL certifikat.
