Derzeit das größte technische Problem vonLED-Beleuchtungist die Wärmeableitung. Eine schlechte Wärmeableitung hat dazu geführt, dass die LED-Antriebsstromversorgung und der Elektrolytkondensator zum Mangel für die Weiterentwicklung der LED-Beleuchtung geworden sind und der Grund für die vorzeitige Alterung der LED-Lichtquelle ist.

Bei dem Beleuchtungsschema mit LV-LED-Lichtquellen kommt es aufgrund des Betriebs der LED-Lichtquelle mit niedriger Spannung (VF=3,2 V) und hohem Strom (IF=300–700 mA) zu einer starken Wärmeentwicklung. Herkömmliche Beleuchtungskörper haben nur begrenzten Platz und kleine Kühlkörper können die Wärme nur schwer schnell abführen. Trotz der Einführung verschiedener Kühlsysteme waren die Ergebnisse nicht zufriedenstellend und wurden zu einem unlösbaren Problem fürLED-Beleuchtungskörper. Wir sind stets bestrebt, kostengünstige Wärmeableitungsmaterialien zu finden, die einfach zu verwenden sind und eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen.

Derzeit werden etwa 30 % der elektrischen Energie von LED-Lichtquellen nach dem Einschalten in Lichtenergie umgewandelt, der Rest wird in Wärmeenergie umgewandelt. Daher ist der möglichst schnelle Export möglichst großer Wärmeenergie eine Schlüsseltechnologie bei der strukturellen Gestaltung von LED-Beleuchtungskörpern. Wärmeenergie muss durch Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung abgeführt werden. Nur durch den möglichst schnellen Export der Wärme kann die Temperatur des Hohlraums im Inneren des Geräts gesenkt werdenLED-Lampeeffektiv reduziert werden, das Netzteil vor dem Betrieb in einer Umgebung mit langanhaltenden hohen Temperaturen geschützt werden und die vorzeitige Alterung der LED-Lichtquelle durch langfristigen Betrieb bei hohen Temperaturen vermieden werden.

Wärmeableitungsmethoden für LED-Beleuchtungskörper

Da LED-Lichtquellen keine Infrarot- oder Ultraviolettstrahlung haben, verfügen sie nicht über die Funktion der Strahlungswärmeableitung. Der Wärmeableitungspfad von LED-Beleuchtungskörpern kann nur über Kühlkörper abgeleitet werden, die eng mit LED-Perlenplatten kombiniert sind. Der Heizkörper muss die Funktionen Wärmeleitung, Wärmekonvektion und Wärmestrahlung erfüllen.

Jeder Heizkörper ist nicht nur in der Lage, Wärme schnell von der Wärmequelle auf die Oberfläche des Heizkörpers zu übertragen, sondern beruht auch hauptsächlich auf Konvektion und Strahlung, um die Wärme an die Luft abzuleiten. Die Wärmeleitung löst lediglich den Weg der Wärmeübertragung, während die Wärmekonvektion die Hauptfunktion eines Heizkörpers darstellt. Die Wärmeableitungsleistung wird hauptsächlich durch die Wärmeableitungsfläche, die Form und die Intensität der natürlichen Konvektion bestimmt, während die Wärmestrahlung nur eine Hilfsfunktion darstellt.

Im Allgemeinen gilt: Wenn der Abstand von der Wärmequelle zur Oberfläche des Heizkörpers weniger als 5 mm beträgt und die Wärmeleitfähigkeit des Materials größer als 5 ist, kann seine Wärme exportiert werden und die verbleibende Wärmeableitung muss durch Wärmekonvektion dominiert werden .

Die meisten LED-Lichtquellen verwenden immer noch LED-Perlen mit niedriger Spannung (VF = 3,2 V) und hohem Strom (IF = 200–700 mA). Aufgrund der hohen Hitze im Betrieb müssen Aluminiumlegierungen mit hoher Wärmeleitfähigkeit verwendet werden. Normalerweise gibt es Heizkörper aus Aluminiumdruckguss, Heizkörper aus extrudiertem Aluminium und Heizkörper aus gestanztem Aluminium. Druckguss-Aluminiumkühler sind eine Technologie für Druckgussteile, bei der flüssige Zink-Kupfer-Aluminiumlegierungen in die Zufuhröffnung der Druckgussmaschine gegossen und dann in eine vorgefertigte Form mit einer vorgegebenen Form gegossen werden.

Kühler aus Aluminiumdruckguss

Die Produktionskosten sind kontrollierbar und der Wärmeableitungsflügel kann nicht dünn gemacht werden, was es schwierig macht, die Wärmeableitungsfläche zu maximieren. Die am häufigsten verwendeten Druckgussmaterialien für LED-Lampenstrahler sind ADC10 und ADC12.

Heizkörper aus extrudiertem Aluminium

Das flüssige Aluminium wird durch eine feste Form in Form gepresst, und dann wird der Stab maschinell bearbeitet und in die gewünschte Form des Kühlkörpers geschnitten, was in der späteren Phase zu höheren Verarbeitungskosten führt. Der Wärmeableitungsflügel kann bei maximaler Ausdehnung der Wärmeableitungsfläche sehr dünn ausgeführt werden. Wenn der Wärmeableitungsflügel funktioniert, bildet er automatisch Luftkonvektion, um die Wärme zu verteilen, und der Wärmeableitungseffekt ist gut. Die am häufigsten verwendeten Materialien sind AL6061 und AL6063.

Kühler aus gestanztem Aluminium

Dabei handelt es sich um den Prozess des Stanzens und Anhebens von Stahl- und Aluminiumlegierungsplatten durch einen Stempel und eine Form, um einen becherförmigen Kühler zu schaffen. Der gestanzte Kühler hat einen glatten Innen- und Außenumfang und die Wärmeableitungsfläche ist aufgrund fehlender Flügel begrenzt. Die am häufigsten verwendeten Aluminiumlegierungsmaterialien sind 5052, 6061 und 6063. Gestanzte Teile weisen eine geringe Qualität und eine hohe Materialausnutzung auf, was sie zu einer kostengünstigen Lösung macht.

Die Wärmeleitfähigkeit von Heizkörpern aus Aluminiumlegierung ist ideal und für isolierte Konstantstrom-Schaltnetzteile geeignet. Bei Konstantstrom-Stromversorgungen mit nicht isolierenden Schaltern ist es für die CE- oder UL-Zertifizierung erforderlich, AC- und DC-, Hochspannungs- und Niederspannungs-Stromversorgungen durch die strukturelle Gestaltung der Beleuchtungskörper zu isolieren.

Kunststoffbeschichteter Aluminiumkühler

Es handelt sich um einen Kühlkörper mit einer wärmeleitenden Kunststoffhülle und einem Aluminiumkern. Der wärmeleitende Kunststoff und der Aluminium-Wärmeableitungskern werden in einem Arbeitsgang auf einer Spritzgussmaschine geformt, und der Aluminium-Wärmeableitungskern wird als eingebettetes Teil verwendet, das eine mechanische Vorbearbeitung erfordert. Die Wärme der LED-Lampenperlen wird durch den Wärmeableitungskern aus Aluminium schnell auf den wärmeleitenden Kunststoff übertragen. Wärmeleitender Kunststoff nutzt seine zahlreichen Flügel zur Luftkonvektionswärmeableitung und nutzt seine Oberfläche zur Abstrahlung eines Teils der Wärme.

Kunststoffbeschichtete Aluminiumheizkörper verwenden im Allgemeinen die Originalfarben des wärmeleitenden Kunststoffs, Weiß und Schwarz. Mit schwarzem Kunststoff beschichtete Aluminiumheizkörper haben eine bessere Strahlungs- und Wärmeableitungswirkung. Wärmeleitender Kunststoff ist eine Art thermoplastisches Material. Die Fließfähigkeit, Dichte, Zähigkeit und Festigkeit des Materials lassen sich leicht spritzgießen. Es verfügt über eine gute Beständigkeit gegen Kälte- und Hitzeschockzyklen und eine hervorragende Isolationsleistung. Der Strahlungskoeffizient von wärmeleitendem Kunststoff ist dem gewöhnlicher Metallmaterialien überlegen

Die Dichte von wärmeleitendem Kunststoff ist 40 % geringer als die von Aluminiumdruckguss und Keramik, und bei Heizkörpern gleicher Form kann das Gewicht von kunststoffbeschichtetem Aluminium um fast ein Drittel reduziert werden; Im Vergleich zu allen Aluminiumheizkörpern sind die Verarbeitungskosten niedrig, der Verarbeitungszyklus kurz und die Verarbeitungstemperatur niedrig; Das fertige Produkt ist nicht zerbrechlich; Die kundeneigene Spritzgussmaschine kann zur differenzierten optischen Gestaltung und Produktion von Beleuchtungskörpern genutzt werden. Der kunststoffbeschichtete Aluminiumheizkörper verfügt über eine gute Isolierleistung und erfüllt problemlos die Sicherheitsvorschriften.

Kunststoffheizkörper mit hoher Wärmeleitfähigkeit

Kunststoffheizkörper mit hoher Wärmeleitfähigkeit haben sich in letzter Zeit rasant weiterentwickelt. Bei Kunststoffheizkörpern mit hoher Wärmeleitfähigkeit handelt es sich ausschließlich um Kunststoffheizkörper mit einer um ein Vielfaches höheren Wärmeleitfähigkeit als gewöhnliche Kunststoffe (2–9 W/mK) und hervorragenden Wärmeleitungs- und Strahlungsfähigkeiten. Ein neuartiges Isolier- und Wärmeableitungsmaterial, das auf verschiedene Leistungslampen angewendet werden kann und in verschiedenen LED-Lampen von 1 W bis 200 W weit verbreitet ist.

Der Kunststoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit hält Spannungen von bis zu 6000 V Wechselstrom stand und eignet sich daher für den Einsatz von nicht-isolierenden Schalter-Konstantstrom-Netzteilen und linearen Hochspannungs-Konstantstrom-Netzteilen mit HVLED. Sorgen Sie dafür, dass diese Art von LED-Beleuchtungskörpern problemlos strenge Sicherheitsvorschriften wie CE, TÜV, UL usw. erfüllen. HVLED arbeitet mit hoher Spannung (VF=35–280 VDC) und niedrigem Strom (IF=20–60 mA), was die Erwärmung reduziert der HVLED-Perlenplatte. Kunststoffheizkörper mit hoher Wärmeleitfähigkeit können mit herkömmlichen Spritzguss- und Extrusionsmaschinen verwendet werden.

Nach der Formung weist das fertige Produkt eine hohe Glätte auf. Durch die deutliche Steigerung der Produktivität und die hohe Flexibilität im Styling-Design kann die Designphilosophie des Designers voll zum Tragen kommen. Der Kunststoffheizkörper mit hoher Wärmeleitfähigkeit besteht aus PLA-Polymerisation (Maisstärke), ist vollständig abbaubar, rückstandsfrei und frei von chemischen Schadstoffen. Der Produktionsprozess weist keine Schwermetallbelastung, kein Abwasser und keine Abgase auf und erfüllt damit die globalen Umweltanforderungen.

Die PLA-Moleküle im Inneren des Wärmeableitungskörpers aus Kunststoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit sind dicht mit nanoskaligen Metallionen gepackt, die sich bei hohen Temperaturen schnell bewegen und die Wärmestrahlungsenergie erhöhen können. Seine Vitalität ist der von Wärmeableitungskörpern aus Metallmaterial überlegen. Der Kunststoffheizkörper mit hoher Wärmeleitfähigkeit ist beständig gegen hohe Temperaturen und bricht oder verformt sich fünf Stunden lang bei 150 °C nicht. Durch die Anwendung des linearen Hochspannungs-Konstantstrom-IC-Antriebsschemas sind kein Elektrolytkondensator und keine große Induktivität erforderlich, was die Lebensdauer der gesamten LED-Lampe erheblich verlängert. Das nicht isolierte Stromversorgungsschema zeichnet sich durch einen hohen Wirkungsgrad und niedrige Kosten aus. Besonders geeignet für den Einsatz von Leuchtstoffröhren und leistungsstarken Industrie- und Bergbaulampen.

Kunststoffheizkörper mit hoher Wärmeleitfähigkeit können mit vielen präzisen Wärmeableitungsrippen konstruiert werden, die sehr dünn hergestellt werden können und eine maximale Ausdehnung der Wärmeableitungsfläche aufweisen. Wenn die Wärmeableitungsrippen funktionieren, erzeugen sie automatisch Luftkonvektion, um die Wärme zu verteilen, was zu einer guten Wärmeableitung führt. Die Wärme der LED-Lampenperlen wird durch Kunststoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit direkt auf den Wärmeableitungsflügel übertragen und durch Luftkonvektion und Oberflächenstrahlung schnell abgeführt.

Kunststoffheizkörper mit hoher Wärmeleitfähigkeit haben eine geringere Dichte als Aluminium. Die Dichte von Aluminium beträgt 2700 kg/m3, während die Dichte von Kunststoff 1420 kg/m3 beträgt, was etwa der Hälfte der Dichte von Aluminium entspricht. Daher beträgt das Gewicht von Kunststoffheizkörpern bei Heizkörpern gleicher Form nur die Hälfte des Gewichts von Aluminiumheizkörpern. Darüber hinaus ist die Verarbeitung einfach und der Umformzyklus kann um 20–50 % verkürzt werden, was auch die Kostentreiber reduziert.