LED osvetlenie

LED osvetlenie, ako nová generácia zeleného svetelného zdroja, získalo široké uplatnenie v cestnom osvetlení, komerčnom osvetlení, priemyselnom osvetlení a automobilovom osvetlení vzhľadom na svoje výhody, ako je vysoká svetelná účinnosť, nízka spotreba energie a dlhá životnosť. LED čipy sú však základne polovodičové svietiace prvky, pričom využitie elektrickej energie nie je 100 %. Približne 60 % až 70 % vstupnej energie sa premení na teplo. Ak sa toto teplo neodvádza rýchlo a efektívne, vedie to k vyššej teplote spoja, čo spôsobuje zníženú svetelnú účinnosť, zrýchlený pokles svetelného výkonu, posun farbovej teploty a dokonca úplné zlyhanie svetelného zdroja. Tieto problémy výrazne ovplyvňujú životnosť svietidla a skúsenosti používateľa. Preto systém riadenia tepla predstavuje kľúčový prvok pri návrhu LED svietidiel, ktorý priamo určuje výkon a spoľahlivosť výrobku.

Kľúčové výzvy pri tepelnom manažmente LED osvetlenia zahŕňajú: kompaktné rozmery a vysokú tepelnú hustotu výkonu LED čipov, ktoré sústredia teplo s rýchlymi prechodovými reakciami a vyžadujú rýchle odvádzanie tepla; obmedzené rozmery svietidiel – najmä pri interiérovom osvetlení a automobilových aplikáciách – čo obmedzuje dostupný priestor pre chladiče; vonkajšie svietidlá musia súčasne spĺňať požiadavky na vodotesnosť, prachotesnosť, odolnosť voči korózii a ochranu pred UV žiarením, čo ďalej komplikuje návrh. Vezmime si cestné osvetlenie ako príklad: svietidlá musia dlhodobo stabilne pracovať v teplotných rozmedziach od -40 °C do +50 °C, čo vyžaduje chladiče kombinujúce vysokú tepelnú vodivosť s vynikajúcou odolnosťou voči poveternostným vplyvom.

Pre svietidlá s rôznym výkonom je možné vybrať rôzne riešenia tepelného manažmentu. LED žiarovky s nízkym výkonom môžu využívať jednoduchý hliníkový substrát so štampovanými chladiacimi rebričkami, čo zabezpečuje hospodárnosť; Downlighty so stredným až vysokým výkonom, priemyselné/dôlné svietidlá a reflektory prevažne využívajú extrudované alebo studené kované chladiče, ktoré zvyšujú plochu povrchu a znížia tepelný odpor. Pre vysokovýkonové pouličné osvetlenie alebo scénické osvetlenie sa často integrujú technológie s tepelnou rúrou alebo rozvádzačom tepla, ktoré rýchlo rozvádzajú teplo do mriežky rebier, kde sa odvádza cez prírodnú konvekciu alebo nútené chladenie vzduchom. Chladiče so strihanými rebričkami (Skived Fin), vďaka vysokej hustote rebier a vynikajúcej tepelnej účinnosti, sú vhodné pre náročné podmienky tepelného výkonu. Lisované chladiče, ktoré tvoria jednotný celok s telom svietidla, zabezpečujú rovnováhu medzi estetikou a štrukturálnou pevnosťou, čo ich robí bežnou voľbou pre vonkajšie osvetlenie.

Opracovanie povrchu je rovnako dôležité. Anódovanie z ing, pieskovanie alebo práškové náterové procesy nielen zvyšujú estetický vzhľad, ale výrazne zlepšujú odolnosť voči korózii, čím predlžujú životnosť pri používaní vonku. Pre vysoce korózne prostredia, ako sú pobrežné oblasti alebo chemické závody, sa odporúča tvrdé anodovanie z alebo fluorouhlíkové náterové procesy. Pri návrhu je tiež potrebné zabezpečiť nekonzervatívne konvekčné dráhy, minimalizovať z odpor vzduchu a zabrániť hromadeniu prachu, ktorý zhoršuje tepelný výkon.