Hiện nay, vấn đề kỹ thuật lớn nhất củađèn LEDlà tản nhiệt. Khả năng tản nhiệt kém đã khiến nguồn điện điều khiển LED và tụ điện điện phân trở thành bảng mạch ngắn cho sự phát triển hơn nữa của đèn LED và là nguyên nhân khiến nguồn sáng LED bị lão hóa sớm.

Trong sơ đồ chiếu sáng sử dụng nguồn sáng LED LV, do nguồn sáng LED hoạt động ở điện áp thấp (VF=3,2V) và dòng điện cao (IF=300-700mA) nên khả năng sinh nhiệt rất nghiêm trọng. Các thiết bị chiếu sáng truyền thống có không gian hạn chế và các bộ tản nhiệt nhỏ khó thoát nhiệt nhanh chóng. Mặc dù áp dụng nhiều phương án làm mát khác nhau nhưng kết quả vẫn không như ý, trở thành một bài toán nan giải đối vớiThiết bị chiếu sáng LED. Chúng tôi luôn nỗ lực tìm kiếm những vật liệu tản nhiệt giá rẻ, dễ sử dụng, có khả năng dẫn nhiệt tốt.

Hiện nay, khoảng 30% năng lượng điện của nguồn sáng LED được chuyển thành năng lượng ánh sáng sau khi bật nguồn, phần còn lại được chuyển hóa thành năng lượng nhiệt. Do đó, việc xuất khẩu càng nhiều năng lượng nhiệt càng sớm càng tốt là công nghệ then chốt trong thiết kế cấu trúc của các thiết bị chiếu sáng LED. Năng lượng nhiệt cần được tiêu tán thông qua dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ. Chỉ bằng cách xuất nhiệt càng sớm càng tốt thì nhiệt độ của khoang bên trongđèn LEDđược giảm thiểu một cách hiệu quả, nguồn điện được bảo vệ khỏi hoạt động trong môi trường nhiệt độ cao lâu dài và tránh được sự lão hóa sớm của nguồn sáng LED do hoạt động ở nhiệt độ cao trong thời gian dài.

Phương pháp tản nhiệt cho đèn LED

Vì nguồn sáng LED không có bức xạ hồng ngoại hoặc tia cực tím nên chúng không có chức năng tản nhiệt bức xạ. Con đường tản nhiệt của các thiết bị chiếu sáng LED chỉ có thể được bắt nguồn thông qua các bộ tản nhiệt kết hợp chặt chẽ với các tấm hạt LED. Bộ tản nhiệt phải có chức năng dẫn nhiệt, đối lưu nhiệt và bức xạ nhiệt.

Bất kỳ bộ tản nhiệt nào, ngoài khả năng truyền nhiệt nhanh chóng từ nguồn nhiệt đến bề mặt tản nhiệt, chủ yếu dựa vào sự đối lưu và bức xạ để tản nhiệt vào không khí. Dẫn nhiệt chỉ giải quyết được con đường truyền nhiệt, còn đối lưu nhiệt là chức năng chính của bộ tản nhiệt. Hiệu suất tản nhiệt chủ yếu được xác định bởi diện tích, hình dạng và cường độ đối lưu tự nhiên của tản nhiệt, trong khi bức xạ nhiệt chỉ là chức năng phụ trợ.

Nói chung, nếu khoảng cách từ nguồn nhiệt đến bề mặt của bộ tản nhiệt nhỏ hơn 5mm, miễn là độ dẫn nhiệt của vật liệu lớn hơn 5 thì nhiệt của nó có thể được thải ra ngoài và lượng tản nhiệt còn lại phải bị chi phối bởi sự đối lưu nhiệt .

Hầu hết các nguồn chiếu sáng LED vẫn sử dụng hạt LED điện áp thấp (VF=3,2V) và dòng điện cao (IF=200-700mA). Do nhiệt độ cao trong quá trình hoạt động nên phải sử dụng hợp kim nhôm có tính dẫn nhiệt cao. Thông thường có bộ tản nhiệt bằng nhôm đúc, bộ tản nhiệt bằng nhôm ép đùn và bộ tản nhiệt bằng nhôm dập. Bộ tản nhiệt bằng nhôm đúc là công nghệ dành cho các bộ phận đúc áp lực, bao gồm việc đổ hợp kim nhôm đồng kẽm lỏng vào cổng cấp liệu của máy đúc khuôn, sau đó đúc vào khuôn được thiết kế sẵn với hình dạng xác định trước.

Bộ tản nhiệt bằng nhôm đúc

Chi phí sản xuất có thể kiểm soát được, cánh tản nhiệt không thể làm mỏng nên khó tối đa hóa diện tích tản nhiệt. Vật liệu đúc khuôn thường được sử dụng cho bộ tản nhiệt đèn LED là ADC10 và ADC12.

Bộ tản nhiệt nhôm ép đùn

Nhôm lỏng được ép đùn thành hình thông qua một khuôn cố định, sau đó thanh được gia công và cắt thành hình dạng mong muốn của tản nhiệt, dẫn đến chi phí xử lý ở giai đoạn sau cao hơn. Cánh tản nhiệt có thể được làm rất mỏng, giúp mở rộng tối đa diện tích tản nhiệt. Khi cánh tản nhiệt hoạt động sẽ tự động hình thành đối lưu không khí để khuếch tán nhiệt, hiệu quả tản nhiệt tốt. Các vật liệu thường được sử dụng là AL6061 và AL6063.

Bộ tản nhiệt nhôm dập

Đó là quá trình dập và nâng các tấm hợp kim thép và nhôm thông qua máy đột và khuôn để tạo ra bộ tản nhiệt hình chiếc cốc. Bộ tản nhiệt được dập có chu vi bên trong và bên ngoài mịn, diện tích tản nhiệt bị hạn chế do không có cánh. Các vật liệu hợp kim nhôm thường được sử dụng là 5052, 6061 và 6063. Các bộ phận được đóng dấu có chất lượng thấp và khả năng sử dụng vật liệu cao nên trở thành giải pháp chi phí thấp.

Độ dẫn nhiệt của bộ tản nhiệt bằng hợp kim nhôm là lý tưởng và phù hợp với các nguồn cung cấp điện có công tắc cách ly. Đối với các nguồn cung cấp dòng điện không đổi có công tắc không cách ly, cần phải cách ly các nguồn cung cấp điện AC và DC, điện áp cao và điện áp thấp thông qua thiết kế cấu trúc của các thiết bị chiếu sáng để đạt được chứng nhận CE hoặc UL.

Bộ tản nhiệt nhôm bọc nhựa

Nó là một tản nhiệt có vỏ nhựa dẫn nhiệt và lõi nhôm. Lõi tản nhiệt bằng nhựa và nhôm dẫn nhiệt được hình thành cùng một lúc trên máy ép phun và lõi tản nhiệt bằng nhôm được sử dụng như một bộ phận nhúng cần xử lý cơ khí trước. Nhiệt lượng của các hạt đèn LED nhanh chóng được truyền sang nhựa dẫn nhiệt thông qua lõi tản nhiệt bằng nhôm. Nhựa dẫn nhiệt sử dụng nhiều cánh của nó để tạo thành sự tản nhiệt đối lưu không khí và sử dụng bề mặt của nó để tỏa một phần nhiệt.

Bộ tản nhiệt bằng nhôm bọc nhựa thường sử dụng màu nguyên bản của nhựa dẫn nhiệt là trắng và đen. Tản nhiệt nhôm nhựa bọc nhựa đen có tác dụng bức xạ và tản nhiệt tốt hơn. Nhựa dẫn nhiệt là một loại vật liệu nhựa nhiệt dẻo. Tính lưu động, mật độ, độ dẻo dai và độ bền của vật liệu dễ dàng được đúc phun. Nó có khả năng chống chịu tốt với chu kỳ sốc nóng và lạnh và hiệu suất cách nhiệt tuyệt vời. Hệ số bức xạ của nhựa dẫn nhiệt vượt trội so với vật liệu kim loại thông thường

Mật độ của nhựa dẫn nhiệt thấp hơn 40% so với nhôm đúc và gốm sứ, và đối với bộ tản nhiệt có cùng hình dạng, trọng lượng của nhôm bọc nhựa có thể giảm gần một phần ba; So với tất cả các bộ tản nhiệt bằng nhôm, chi phí xử lý thấp, chu trình xử lý ngắn và nhiệt độ xử lý thấp; Thành phẩm không dễ vỡ; Máy ép phun của riêng khách hàng có thể được sử dụng để thiết kế ngoại hình khác biệt và sản xuất các thiết bị chiếu sáng. Bộ tản nhiệt bằng nhôm bọc nhựa có hiệu suất cách nhiệt tốt và dễ dàng vượt qua các quy định an toàn.

Bộ tản nhiệt nhựa dẫn nhiệt cao

Bộ tản nhiệt bằng nhựa dẫn nhiệt cao đã phát triển nhanh chóng gần đây. Bộ tản nhiệt bằng nhựa dẫn nhiệt cao đều là bộ tản nhiệt bằng nhựa, có độ dẫn nhiệt cao hơn nhựa thông thường vài chục lần, đạt 2-9w/mk, khả năng dẫn nhiệt và bức xạ tuyệt vời; Một loại vật liệu cách nhiệt và tản nhiệt mới có thể áp dụng cho nhiều loại đèn điện khác nhau và có thể được sử dụng rộng rãi trong các loại đèn LED khác nhau có công suất từ ​​1W đến 200W.

Nhựa dẫn nhiệt cao có thể chịu được điện áp lên đến 6000V AC, khiến nó phù hợp để sử dụng các bộ nguồn dòng không đổi có công tắc không cách ly và các bộ nguồn dòng không đổi tuyến tính cao áp có HVLED. Giúp loại đèn LED này dễ dàng vượt qua các quy định an toàn nghiêm ngặt như CE, TUV, UL, v.v. HVLED hoạt động ở điện áp cao (VF=35-280VDC) và dòng điện thấp (IF=20-60mA), giúp giảm nhiệt của tấm hạt HVLED. Bộ tản nhiệt bằng nhựa dẫn nhiệt cao có thể được sử dụng với các máy ép phun và ép đùn truyền thống.

Sau khi hình thành, thành phẩm có độ mịn cao. Cải thiện đáng kể năng suất, với tính linh hoạt cao trong thiết kế kiểu dáng, nó hoàn toàn có thể phát huy triết lý thiết kế của nhà thiết kế. Bộ tản nhiệt bằng nhựa dẫn nhiệt cao được làm bằng phản ứng trùng hợp PLA (tinh bột ngô), có khả năng phân hủy hoàn toàn, không có cặn và không gây ô nhiễm hóa học. Quá trình sản xuất không gây ô nhiễm kim loại nặng, không có nước thải và không có khí thải, đáp ứng các yêu cầu về môi trường toàn cầu.

Các phân tử PLA bên trong thân tản nhiệt bằng nhựa dẫn nhiệt cao chứa dày đặc các ion kim loại có kích thước nano, có thể di chuyển nhanh chóng ở nhiệt độ cao và tăng năng lượng bức xạ nhiệt. Sức sống của nó vượt trội hơn so với thân tản nhiệt bằng vật liệu kim loại. Bộ tản nhiệt bằng nhựa dẫn nhiệt cao có khả năng chịu được nhiệt độ cao và không bị vỡ hoặc biến dạng trong năm giờ ở 150oC. Với việc áp dụng sơ đồ truyền động IC dòng không đổi tuyến tính điện áp cao, nó không cần tụ điện và độ tự cảm lớn, giúp cải thiện đáng kể tuổi thọ của toàn bộ đèn LED. Sơ đồ cung cấp điện không cách ly có hiệu suất cao và chi phí thấp. Đặc biệt thích hợp cho ứng dụng của đèn huỳnh quang và đèn công nghiệp và khai thác mỏ công suất cao.

Bộ tản nhiệt bằng nhựa dẫn nhiệt cao có thể được thiết kế với nhiều cánh tản nhiệt chính xác, có thể được làm rất mỏng và có khả năng mở rộng tối đa diện tích tản nhiệt. Khi các cánh tản nhiệt hoạt động, chúng sẽ tự động hình thành sự đối lưu không khí để khuếch tán nhiệt, mang lại hiệu quả tản nhiệt tốt. Nhiệt lượng của các hạt đèn LED được truyền trực tiếp đến cánh tản nhiệt thông qua nhựa dẫn nhiệt cao, và tiêu tán nhanh chóng thông qua đối lưu không khí và bức xạ bề mặt.

Bộ tản nhiệt bằng nhựa dẫn nhiệt cao có mật độ nhẹ hơn nhôm. Mật độ của nhôm là 2700kg/m3, trong khi mật độ của nhựa là 1420kg/m3, bằng khoảng một nửa so với nhôm. Vì vậy, đối với những tản nhiệt có hình dáng giống nhau thì trọng lượng của tản nhiệt nhựa chỉ bằng 1/2 so với nhôm. Hơn nữa, quá trình xử lý rất đơn giản và chu kỳ hình thành của nó có thể được rút ngắn 20-50%, điều này cũng làm giảm động lực chi phí.