LED-valaistus

LED-valaistus, uuden sukupolven vihreänä valonlähteenä, on saavuttanut laajaa sovelluskelpoisuutta tievalaistuksessa, kauppavalaisussa, teollisuusvalaistuksessa ja autonvalaisuissa korkean valaistustehon, alhaisen energiankulutuksen ja pitkän käyttöiän ansiosta. LED-piirit ovat kuitenkin perimmiltään puolijohdevalonlähteitä, eikä niiden sähköenergian hyötysuhde ole 100 %. Noin 60–70 % syötetystä energiasta muuttuu lämmöksi. Jos tätä lämpöä ei poistu nopeasti ja tehokkaasti, liitoskohdan lämpötila nousee, mikä puolestaan heikentää valaistustehoa, kiihdyttää valon himmenemistä, aiheuttaa väriämpötilan hajaantumista ja voi jopa johtaa valonlähteen täydelliseen vikaantumiseen. Nämä ongelmat vaikuttavat huomattavasti valaisimen käyttöikään ja käyttäjäkokemukseen. Näin ollen lämmönhallintajärjestelmä on keskeinen tekijä LED-valaisinten suunnittelussa ja määrää suoraan tuotteen suorituskyvyn ja luotettavuuden.

Avaintekijät LED-valaistuksen lämmönhallinnassa liittyvät LED-piirien kompaktiin kokoonsa ja korkeaan lämpötehotiheyteen, jotka keskittävät lämpöä nopeilla transienttivasteilla ja edellyttävät tehokasta lämmönpoistoa; valaisinten rajoitetut mitat – erityisesti sisävalaistuksessa ja autoteollisuudessa – rajoittavat saatavilla olevaa lämpöpatterin tilaa; ulkovalaisimille taas vaaditaan samanaikaisesti vesitiiviys, pölynsulku, korroosionkestävyys ja UV-suojaus, mikä vaikeuttaa suunnittelua entisestään. Tieliikenteen valaistusta voidaan pitää esimerkkinä: valaisimien on toimittava vakaina pitkän aikaa lämpötiloissa -40 °C:sta +50 °C:een, mikä edellyttää lämpöpattereita, joilla on sekä korkea lämmönjohtavuus että erinomainen säänsitkeytyminen.

Valaisimille voidaan valita erilaisia lämpöhallintaratkaisuja eri tehon alueilla. Pienitehoiset LED-lamppuputket voivat käyttää yksinkertaista alumiinipohjaista kantaa, jossa on leikattuja lämmönpoistolammastoja, mikä tarjoaa kustannustehokkuutta; keski- ja suuritehoisissa uppovalaisimissa, teollisuus/kaivosvalaisimissa ja suurtulvavaloissa käytetään pääasiassa puristamalla valmistettuja tai kylmämuovattuja lämmönpoistimia saavuttamaan suurempi pinta-ala ja pienempi lämmönvastus. Suuritehoisissa katuvaloissa tai lavavalaisimissa käytetään usein lämpöputkia tai lämmönlevittäviä levyjä nopeasti siirtämään lämpö lammasjärjestelmään, jossa se siirtyy luonnollisen konvektion tai pakotetun ilmajäähdytyksen avulla. Skived Fin -lämmönpoistimet, joilla on korkea lammaspakkauksen tiheys ja erinomainen lämpötehokkuus, soveltuvat vaativiin lämpötilasuorituskykyvaatimuksiin. Valukappaleista valmistetut lämmönpoistimet, jotka ovat yhdessä kokonaisuudessa valaisimen rungon kanssa, yhdistävät esteettisyyden ja rakenteellisen kestävyyden, minkä vuoksi niitä käytetään yleisesti ulkovalaistuksessa.

Pintakäsittely on yhtä tärkeää. Anodisoitu s:n ing, höyrystys tai pulveripinnoitus parantavat ei ainoastaan ulkonäköä, vaan myös merkittävästi korroosion kestävyyttä, jolloin ulkokäytön käyttöikä pidentyy. Erityisen aggressiivisissa ympäristöissä, kuten rannikkoalueilla tai kemikaalitehtaissa, suositellaan kovapuolustusta s:n ing- tai fluorihiilipinnoitusmenetelmiä. Suunnittelussa on myös varmistettava esteetön konvektiovirtaus, minimoitu s:n e ilmanvastus ja estettävä pölyn kertyminen, joka heikentää lämmönsiirtoa.