ไฟ LED

การส่องสว่างด้วยไฟ LED ในฐานะแหล่งกำเนิดแสงสีเขียวรุ่นใหม่ ได้รับการใช้งานอย่างแพร่หลายใน การส่องสว่างบนถนน การส่องสว่างเชิงพาณิชย์ การส่องสว่างในอุตสาหกรรม และการส่องสว่างสำหรับยานยนต์ เนื่องจากข้อได้เปรียบในด้านประสิทธิภาพการให้แสงสูง การใช้พลังงานต่ำ และอายุการใช้งานยาวนาน อย่างไรก็ตาม ชิป LED เป็นอุปกรณ์ปล่อยแสงกึ่งตัวนำโดยพื้นฐาน และการใช้พลังงานไฟฟ้าของมันไม่ถึง 100% โดยประมาณ 60% ถึง 70% ของพลังงานขาเข้าจะถูกแปลงเป็นความร้อน หากความร้อนนี้ไม่สามารถระบายออกได้อย่างทันท่วงทีและมีประสิทธิภาพ ก็จะทำให้อุณหภูมิที่ข้อต่อเพิ่มสูงขึ้น ส่งผลให้ประสิทธิภาพการให้แสงลดลง การเสื่อมสภาพของแสงเร่งตัว อุณหภูมิสีเปลี่ยนไป และอาจถึงขั้นเกิดการล้มเหลวของแหล่งกำเนิดแสงอย่างสมบูรณ์ ปัญหาเหล่านี้ส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่ออายุการใช้งานของโคมไฟและประสบการณ์ของผู้ใช้งาน ดังนั้น ระบบจัดการความร้อนจึงเป็นองค์ประกอบสำคัญในการออกแบบโคมไฟ LED ซึ่งกำหนดประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์โดยตรง

ปัญหาสำคัญในการจัดการความร้อนของไฟ LED ได้แก่ ขนาดที่เล็กและมีความหนาแน่นของพลังงานความร้อนสูงในชิป LED ซึ่งทำให้ความร้อนรวมตัวกันอย่างรวดเร็วและตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลัน จึงจำเป็นต้องระบายความร้อนออกอย่างทันท่วงที ขณะที่ขนาดของโคมไฟที่จำกัด—โดยเฉพาะในงานแสงสว่างภายในอาคารและการใช้งานในยานยนต์—ทำให้มีพื้นที่สำหรับฮีทซิงก์จำกัด นอกจากนี้ โคมไฟภายนอกอาคารต้องสามารถกันน้ำ กันฝุ่น ทนต่อการกัดกร่อน และป้องกันรังสี UV ไปพร้อมกัน ซึ่งยิ่งเพิ่มความซับซ้อนให้กับการออกแบบ ตัวอย่างเช่น โคมไฟถนน ต้องทำงานอย่างเสถียรเป็นระยะเวลานานในช่วงอุณหภูมิระหว่าง -40°C ถึง +50°C จึงต้องการฮีทซิงก์ที่มีทั้งความสามารถนำความร้อนได้ดีเยี่ยมและทนต่อสภาพอากาศได้อย่างยอดเยี่ยม

สามารถเลือกโซลูชันการจัดการความร้อนที่แตกต่างกันได้สำหรับโคมไฟในช่วงกำลังไฟฟ้าที่หลากหลาย หลอดไฟ LED กำลังต่ำอาจใช้แผ่นซับสเตรตอลูมิเนียมพร้อมครีบฮีทซิงค์แบบตอกขึ้นรูป ซึ่งให้ต้นทุนที่คุ้มค่า; ดาวน์ไลท์กำลังกลางถึงสูง ไฟสำหรับงานอุตสาหกรรม/เหมือง และไฟสปอร์ตไลท์ ส่วนใหญ่ใช้ฮีทซิงค์แบบอัดขึ้นรูปหรือแบบตีขึ้นรูปเย็น เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวและการนำความร้อนได้ดีขึ้น สำหรับไฟถนนกำลังสูงหรือไฟเวที มักจะรวมเทคโนโลยีท่อถ่ายเทความร้อน (Heat Pipe) หรือแผ่นกระจายความร้อน (Heat Spreader Plate) เพื่อกระจายความร้อนไปยังชุดครีบอย่างรวดเร็ว และระบายความร้อนผ่านการพาความร้อนตามธรรมชาติหรือระบบระบายอากาศแบบบังคับ ฮีทซิงค์แบบ Skived Fin ที่มีความหนาแน่นของครีบสูงและประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนที่ยอดเยี่ยม เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ต้องการสมรรถนะการระบายความร้อนสูง ฮีทซิงค์แบบหล่อตายที่รวมเป็นชิ้นเดียวกับตัวโคมไฟ ช่วยสร้างสมดุลระหว่างรูปลักษณ์และความแข็งแรงของโครงสร้าง ทำให้เป็นตัวเลือกทั่วไปสำหรับการติดตั้งภายนอกอาคาร

การเคลือบผิวมีความสำคัญไม่แพ้กัน อะโนไดซ์ z การทำให้ผิวเรียบ การพ่นทราย หรือการเคลือบผงไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มความสวยงามเท่านั้น แต่ยังช่วยปรับปรุงความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนได้อย่างมาก ทำให้อายุการใช้งานกลางแจ้งยาวนานขึ้น สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความกัดกร่อนสูง เช่น พื้นที่ชายฝั่งหรือโรงงานเคมี แนะนำให้ใช้กระบวนการอะโนไดซ์แบบแข็ง z หรือการเคลือบด้วยฟลูออร์คาร์บอน นอกจากนี้ ควรพิจารณาการออกแบบเพื่อให้มั่นใจว่าเส้นทางการถ่ายเทความร้อนแบบคอนเวคชันไม่มีสิ่งกีดขวาง ลดแรงต้านของอากาศ และป้องกันการสะสมของฝุ่นซึ่งจะทำให้ประสิทธิภาพการระบายความร้อนลดลง z e air resistance, and prevent dust accumulation that degrades thermal performance.