LED照明

LED照明は、新しい世代のグリーン光源として、 道路照明、商業照明、工業照明および自動車照明 その高い発光効率、低エネルギー消費、長寿命といった利点により、LEDは広く採用されています。しかし、LEDチップは本質的に半導体発光素子であり、電気エネルギーの利用効率は100%ではありません。入力エネルギーの約60～70%が熱として生成されます。この熱が迅速かつ効果的に放散されない場合、接合部温度が上昇し、発光効率の低下、光衰の加速、色温度のドリフト、さらには光源の完全な故障を引き起こす可能性があります。これらの問題は照明器具の寿命とユーザー体験に深刻な影響を与えます。したがって、熱管理システムはLED照明器具の設計において極めて重要な要素であり、製品の性能と信頼性を直接左右します。

LED照明の熱管理における主な課題には、LEDチップの小型化と高熱密度が挙げられ、これにより熱が集中し、過渡応答が急速になるため、迅速な熱除去が求められる。特に屋内照明や自動車用途では灯具の寸法が制限されており、ヒートシンクの設置スペースが限られる。屋外用灯具は、防水・防塵・耐腐食性・紫外線耐性といった要件を同時に満たさなければならないため、設計はさらに複雑になる。道路照明を例に挙げると、灯具は-40°Cから+50°Cの温度範囲内で長期間安定して動作する必要があり、高い熱伝導性と優れた耐環境性を兼ね備えたヒートシンクが要求される。

さまざまな電力範囲に対応する照明器具には、異なる熱管理ソリューションを選択できます。低電力のLED電球には、コスト効率に優れた stamped ヒートシンクフィン付きの単純なアルミニウム基板が採用されることがあります。中～高電力のダウンライト、産業用／鉱山用照明、および投光器では、より大きな表面積と低い熱抵抗を実現するため、押出成形または冷間鍛造されたヒートシンクが主に使用されます。高電力の街路灯やステージ照明では、ヒートパイプまたはヒートスプレッダープレート技術が頻繁に組み込まれており、熱をフィンアレイに迅速に分散させ、自然対流または強制空冷によって放熱します。スキブドフィン（Skived Fin）ヒートシンクは、高いフィン密度と優れた熱効率を持ち、厳しい熱性能が求められる場面に適しています。ダイキャストヒートシンクは照明本体と一体型で構成され、外観性と構造的強度のバランスに優れ、屋外照明で一般的に選ばれます。

表面処理も同様に重要です。アノード z 研削、サンドブラスト、または粉体塗装は、視覚的な美しさを高めるだけでなく、耐腐食性を大幅に向上させ、屋外での使用寿命を延ばします。海岸地域や化学工場など腐食性の高い環境では、ハードアノダイジングまたはフッ素炭素コーティングが推奨されます。 z 設計上、対流経路が遮られないようにし、空気抵抗を最小限に抑えるとともに、熱性能の低下を招くほこりの蓄積を防ぐ必要があります。 z 空気抵抗を最小限に抑え、熱性能の低下を招くほこりの蓄積を防ぐこと。