LED Vách ngăn sử dụng loại cấu trúc tản nhiệt nào

Trong lĩnh vực chiếu sáng chuyên nghiệp, Vách ngăn LED (đèn vách ngăn/đèn cửa sổ) được sử dụng rộng rãi ngoài trời, hành lang, bãi đỗ xe ngầm và trong môi trường công nghiệp do độ chắc chắn và xếp hạng IP65 cao hoặc cao hơn. Tuy nhiên, thiết kế vỏ IP65 cao của họ đặt ra những thách thức đặc biệt về tản nhiệt.

Tuổi thọ và khả năng duy trì quang thông (ví dụ: tiêu chuẩn L70) của đèn LED có liên quan chặt chẽ đến nhiệt độ tiếp giáp của chip (Tj). Nhiệt độ là yếu tố chính ảnh hưởng đến tuổi thọ của đèn LED. Do đó, vách ngăn LED chuyên nghiệp phải có cấu trúc tản nhiệt hiệu quả và đáng tin cậy để tản nhiệt nhanh chóng ra khỏi chip LED nhằm đảm bảo hoạt động lâu dài, đặc biệt là ở nhiệt độ môi trường cao, đồng thời duy trì tuổi thọ dự kiến ​​từ 50.000 giờ trở lên.

Ba thành phần cốt lõi của cấu trúc tản nhiệt của vách ngăn

Hệ thống tản nhiệt của vách ngăn LED là một cấu trúc phức tạp, nhiều lớp bao gồm ba thành phần chính hoạt động song song: quản lý nguồn nhiệt, đường dẫn nhiệt và đối lưu/bức xạ nhiệt.

1. Quản lý nhiệt: Lựa chọn chất nền mô-đun LED

Bước đầu tiên trong quá trình tản nhiệt là truyền nhiệt ra khỏi đáy chip LED.

Bảng mạch in lõi kim loại (MCPCB): Vách ngăn LED chất lượng cao hầu như chỉ sử dụng MCPCB thay vì bảng sợi thủy tinh FR4 truyền thống. MCPCB, với chất nền nhôm làm lõi, có độ dẫn nhiệt cực cao. Điều này đảm bảo rằng nhiệt lượng do chip LED tạo ra trong quá trình hoạt động sẽ được truyền đến bề mặt đế nhôm nhanh nhất có thể.

Chất kết dính và chất hàn dẫn nhiệt cao: Chất hàn hoặc chất kết dính dẫn nhiệt cao chuyên dụng phải được sử dụng giữa chip LED và MCPCB để giảm thiểu điện trở tiếp xúc nhiệt. Độ chính xác và độ tinh khiết của vật liệu của quy trình này trong vách ngăn chuyên nghiệp là điểm khác biệt chính về chất lượng sản phẩm.

2. Đường truyền nhiệt: Tích hợp vật liệu và kết cấu nhà ở

Sau khi nhiệt được truyền từ MCPCB, nó cần một đường dẫn đáng tin cậy đến bề mặt bên ngoài của bộ đèn.

Vỏ hợp kim nhôm đúc: Trong khi nhiều vỏ vách ngăn sử dụng polycarbonate (PC) để đáp ứng các yêu cầu về khả năng chống va đập IK, các thành phần tản nhiệt quan trọng bên trong thường vẫn là hợp kim nhôm đúc. Thiết kế kết cấu chuyên nghiệp cố định MCPCB vào tản nhiệt hợp kim nhôm.

Tản nhiệt tích hợp về mặt cấu trúc: Trong một số vách ngăn LED hiệu suất cao, vỏ chính (đặc biệt là mặt sau) được thiết kế như một tản nhiệt kết cấu có chức năng tản nhiệt. Khoảng cách và độ dày vây chính xác được thiết kế để tối đa hóa diện tích bề mặt tiếp xúc với không khí xung quanh.

3. Đối lưu và bức xạ nhiệt: Những thách thức trong môi trường kín

Bởi vì các vách ngăn thường được bịt kín cao (ví dụ: IP66), khả năng tản nhiệt bên trong chủ yếu dựa vào sự dẫn nhiệt đến vỏ, sau đó nhiệt được tiêu tán thông qua đối lưu và bức xạ.

Diện tích bề mặt tối đa: Diện tích bề mặt tản nhiệt hiệu quả của vỏ đèn rất quan trọng đối với hiệu quả tản nhiệt. Ngay cả khi vỏ được làm bằng PC, tản nhiệt kim loại bên trong vẫn đảm bảo phân phối nhiệt đều qua nhiều đường dẫn nhiệt.

Hiệu ứng màu sắc và lớp phủ: Màu sắc và lớp phủ bề mặt của vỏ cũng ảnh hưởng đến hiệu suất bức xạ nhiệt. Các lớp phủ tối màu (như đen hoặc xám đậm) có độ phát xạ cao hơn, tạo điều kiện tản nhiệt qua bức xạ hồng ngoại trong môi trường kín gió.

Những cân nhắc về tản nhiệt cho trình điều khiển và nguồn điện

Là một nguồn nhiệt chính khác trong bộ đèn, thiết kế tản nhiệt của bộ điều khiển cũng quan trọng không kém. Lỗi trình điều khiển là một trong những nguyên nhân chính gây ra lỗi đèn LED.

Cách ly vật lý: Thiết kế cấu trúc vách ngăn LED chuyên nghiệp đảm bảo khoảng cách vật lý hoặc khoang cách ly nhất định giữa trình điều khiển và mô-đun LED. Điều này ngăn nhiệt do mô-đun LED tạo ra truyền ngược trở lại các bộ phận điện tử nhạy cảm bên trong bộ điều khiển, chẳng hạn như tụ điện.

Vỏ trình điều khiển: Trình điều khiển vách ngăn có xếp hạng IP cao thường được phủ bằng epoxy hoặc silicone dẫn nhiệt. Điều này không chỉ cung cấp thêm khả năng bảo vệ IP chống ẩm mà còn phân phối đều nhiệt do các chip bên trong trình điều khiển tạo ra tới vỏ, cải thiện hơn nữa độ tin cậy trong môi trường ẩm ướt và rung.