LED rasvjeta

LED rasvjeta, kao nova generacija zelenog izvora svjetlosti, dobila je široku primjenu u cestovnoj rasvjeti, komercijalnoj rasvjeti, industrijskoj rasvjeti i automobilskoj rasvjeti zbog svojih prednosti poput visoke svjetlosne učinkovitosti, niske potrošnje energije i dugog vijeka trajanja. Međutim, LED čipovi su osnovno poluvodički svjetleći uređaji, a iskorištavanje električne energije nije 100%. Otprilike 60% do 70% ulazne energije pretvara se u toplinu. Ako se ova toplina ne rasipa na vrijeme i učinkovito, dolazi do povećane temperature spoja, što dalje uzrokuje smanjenje svjetlosne učinkovitosti, ubrzano gubitak svjetlosti, pomak temperature boje i čak potpuni kvar izvora svjetlosti. Ovi problemi ozbiljno utječu na vijek trajanja svjetiljke i korisničko iskustvo. Stoga sustav upravljanja temperaturom predstavlja ključan element u konstrukciji LED svjetiljki, izravno određujući performanse i pouzdanost proizvoda.

Ključni izazovi u termalnom upravljanju LED rasvjetom uključuju: kompaktne dimenzije i visoku gustoću toplinske snage LED čipova, koji koncentriraju toplinu s brzim prijelaznim odgovorima, što zahtijeva brzo uklanjanje topline; ograničene dimenzije svjetiljki — posebno za unutarnju rasvjetu i automobilske primjene — koje ograničavaju dostupan prostor za hladnjake; vanjske svjetiljke moraju istovremeno zadovoljiti zahtjeve vodonepropusnosti, zaštite od prašine, otpornosti na koroziju i UV zaštite, što dodatno otežava dizajn. Uzmimo uličnu rasvjetu kao primjer: svjetiljke moraju stabilno raditi tijekom duljih razdoblja pri temperaturama od -40°C do +50°C, što zahtijeva hladnjake koji kombiniraju visoku toplinsku vodljivost s izuzetnom otpornošću na vremenske uvjete.

Mogu se odabrati različita rješenja za termičko upravljanje svjetiljki u rasponu različitih snaga. LED sijalice niske snage mogu koristiti jednostavnu aluminijsku podlogu sa utisnutim rebrima hladnjaka, što osigurava isplativost; Ugrađena svjetla srednje i visoke snage, industrijska/rudnička svjetla i reflektori uglavnom koriste ekstrudirane ili hladno kovane hladnjake kako bi postigli veću površinu i niži termički otpor. Za svjetiljke visoke snage poput uličnih svjetiljki ili pozornih svjetala, često se integriraju tehnologije cijevi za prijenos topline ili ploče za raspodjelu topline kako bi se brzo distribuirala toplina na niz rebrića, a zatim rasipala putem prirodne konvekcije ili prisilnog hlađenja zrakom. Hladnjaci s rezanim rebrima, zbog visoke gustoće rebrića i izvrsne termičke učinkovitosti, prikladni su za zahtjevne uvjete termičke učinkovitosti. Liveni hladnjaci, koji su integrirani kao cjelovita jedinica s tijelom svjetiljke, pružaju ravnotežu estetike i strukturne čvrstoće, zbog čega su čest izbor za vanjsko osvjetljenje.

Također je od presudne važnosti obrada površine. Anodiranje z obrada, pjeskarenje ili praškasto premazivanje ne samo da poboljšavaju izgled, već znatno poboljšavaju otpornost na koroziju, produžavajući vijek trajanja u vanjskim uvjetima. Za vrlo agresivne okoline poput obalnih područja ili kemijskih tvornica, preporučuju se postupci tvrdog anodiziranja z ili fluorougljičnog premazivanja. Konstrukcijska razmatranja također moraju osigurati neometane konvekcijske staze, minimizirati z otpor zraka i spriječiti nakupljanje prašine koje pogoršava toplinsku učinkovitost.