Che tipo di struttura di dissipazione del calore utilizza LED Bulkhead

Nel settore dell’illuminazione professionale, Paratie LED (paratie/luci per oblò) sono ampiamente utilizzate all'aperto, nei corridoi, nei parcheggi sotterranei e in ambienti industriali grazie alla loro robustezza e all'elevato grado di protezione IP65 o superiore. Tuttavia, il design dell'alloggiamento con grado di protezione IP65 elevato presenta sfide uniche in termini di dissipazione del calore.

La durata e il mantenimento del flusso luminoso (ad esempio, standard L70) dei LED sono strettamente correlati alla temperatura di giunzione del chip (Tj). La temperatura è il fattore principale che influenza la durata della vita dei LED. Pertanto, una paratia LED professionale deve avere una struttura di dissipazione del calore efficiente e affidabile per dissipare rapidamente il calore dal chip LED per garantire un funzionamento a lungo termine, soprattutto a temperature ambiente elevate, pur mantenendo la durata prevista di 50.000 ore o più.

Tre componenti principali della struttura di dissipazione del calore di una paratia

Il sistema di dissipazione del calore della paratia LED è una struttura complessa multistrato composta da tre componenti chiave che lavorano in tandem: gestione della fonte di calore, percorsi di conduzione del calore e convezione/radiazione del calore.

1. Gestione del calore: selezione del substrato del modulo LED

Il primo passo nella dissipazione del calore è trasferire il calore lontano dalla parte inferiore del chip LED.

Scheda a circuito stampato con nucleo in metallo (MCPCB): le paratie LED di alta qualità utilizzano quasi esclusivamente MCPCB invece delle tradizionali schede in fibra di vetro FR4. Gli MCPCB, con un substrato di alluminio come nucleo, possiedono una conduttività termica estremamente elevata. Ciò garantisce che il calore generato dal chip LED durante il funzionamento venga trasferito alla superficie del substrato in alluminio il più rapidamente possibile.

Adesivo e lega per saldatura altamente conduttiva termicamente: è necessario utilizzare una lega per saldatura o un adesivo altamente termoconduttiva specializzata tra il chip LED e l'MCPCB per ridurre al minimo la resistenza del contatto termico. La precisione e la purezza dei materiali di questo processo in una paratia professionale sono fattori chiave di differenziazione della qualità del prodotto.

2. Percorso di trasferimento del calore: integrazione del materiale dell'alloggiamento e della struttura

Dopo che il calore è stato trasferito dall'MCPCB, è necessario un percorso affidabile verso la superficie esterna dell'apparecchio.

Alloggiamento in lega di alluminio pressofuso: sebbene molti alloggiamenti a paratia utilizzino policarbonato (PC) per soddisfare i requisiti di resistenza agli urti IK, i componenti critici per la dissipazione del calore all'interno sono generalmente ancora in lega di alluminio pressofuso. Il design strutturale professionale fissa l'MCPCB al dissipatore di calore in lega di alluminio.

Dissipatore di calore strutturalmente integrato: in alcune paratie LED ad alte prestazioni, l'alloggiamento principale (in particolare quello posteriore) è progettato come un dissipatore di calore strutturale con funzionalità di dissipatore di calore. La spaziatura e lo spessore precisi delle alette sono progettati per massimizzare la superficie a contatto con l'aria ambiente.

3. Convezione e radiazione del calore: sfide negli ambienti sigillati

Poiché le paratie sono generalmente altamente sigillate (ad esempio IP66), la dissipazione del calore interno si basa principalmente sulla conduzione verso l'alloggiamento, dove viene quindi dissipato attraverso convezione e radiazione.

Area superficiale massimizzata: l'effettiva superficie di dissipazione del calore dell'alloggiamento dell'apparecchio è fondamentale per l'efficienza della dissipazione del calore. Anche se l'alloggiamento è in PC, il dissipatore di calore in metallo all'interno garantisce una distribuzione uniforme del calore attraverso molteplici canali termici.

Effetti del colore e del rivestimento: anche il colore e il rivestimento superficiale dell'alloggiamento influiscono sull'efficienza della radiazione termica. I rivestimenti scuri (come il nero o il grigio scuro) hanno un'emissività maggiore, che facilita la dissipazione del calore tramite la radiazione infrarossa in ambienti ermetici.

Considerazioni sulla dissipazione del calore per driver e alimentatori

Essendo un'altra importante fonte di calore negli apparecchi di illuminazione, il design della dissipazione del calore del driver è altrettanto cruciale. Il guasto del driver è una delle principali cause di guasto degli apparecchi di illuminazione a LED.

Isolamento fisico: il design strutturale professionale della paratia LED garantisce una certa distanza fisica o cavità di isolamento tra il driver e il modulo LED. Ciò impedisce che il calore generato dal modulo LED venga ritrasferito ai componenti elettronici sensibili all'interno del driver, come i condensatori elettrolitici.

Invasatura dei driver: i driver passanti con grado di protezione IP elevato sono generalmente sigillati con resina epossidica o silicone termicamente conduttivo. Ciò non solo fornisce un'ulteriore protezione IP contro l'umidità, ma distribuisce anche uniformemente il calore generato dai chip interni del driver all'alloggiamento, migliorando ulteriormente l'affidabilità in ambienti umidi e vibranti.