LED освітлення

Світлодіодне освітлення як нове покоління зеленого джерела світла набуло широкого застосування в дорожньому, комерційному, промисловому та автомобільному освітленні завдяки своїм перевагам, таким як висока світлова ефективність, низьке енергоспоживання та тривалий термін служби. Однак світлодіодні чіпи є напівпровідниковими джерелами світла за своєю природою, і їх використання електричної енергії не становить 100%. Приблизно 60–70% вхідної енергії перетворюється на тепло. Якщо це тепло не виводитиметься швидко та ефективно, це призведе до підвищення температури переходу, що спричинить зниження світлової ефективності, прискорене старіння світла, зсув кольорової температури та навіть повну відмову джерела світла. Ці проблеми серйозно впливають на термін служби світильника та якість роботи для користувача. Тому система теплового управління є ключовим елементом у проектуванні світильників на базі СД, безпосередньо визначаючи продуктивність і надійність виробу.

Ключові проблеми теплового управління в світлодіодному освітленні полягають у: компактних розмірах і високій густині теплової потужності світлодіодних чіпів, що концентрують тепло з швидкими перехідними процесами, вимагаючи швидкого відведення тепла; обмежених розмірах світильників — особливо для внутрішнього освітлення та автомобільних застосувань — що обмежує доступний простір для радіаторів; зовнішні світильники повинні одночасно відповідати вимогам водонепроникності, пилозахищеності, стійкості до корозії та УФ-захисту, що ще більше ускладнює конструкцію. Візьмемо приклад вуличного освітлення: світильники мають стабільно працювати протягом тривалого часу при температурах від -40°C до +50°C, що вимагає від радіаторів високої теплопровідності та виняткової стійкості до атмосферних впливів.

Для світильників різних потужностей можна вибрати різні рішення для теплового управління. Світлодіодні лампи малої потужності можуть використовувати просту алюмінієву підкладку з штампованими ребрами радіатора, що забезпечує економічність; вбудовані світильники середньої та високої потужності, промислові/шахтні ліхтарі та прожектори найчастіше використовують радіатори, виготовлені методом екструзії або холодного штампування, щоб досягти більшої площі поверхні та нижнього термічного опору. Для потужних вуличних ліхтарів або сценичного освітлення часто застосовують технології теплових труб або розподільних пластин, які швидко передають тепло на масив ребер, відводячи його за рахунок природної конвекції або примусового повітряного охолодження. Радіатори з нарізаних ребер, що мають високу густину ребер і підвищену теплову ефективність, підходять для умов із високими вимогами до тепловідведення. Литі під тиском радіатори, інтегровані в єдине ціле з корпусом світильника, поєднують естетичний вигляд і структурну міцність, що робить їх поширеним вибором для зовнішнього освітлення.

Оздоблення поверхні також має важливе значення. Анодне z інг, піскоструменева обробка або порошкове покриття не тільки підвищують естетичний вигляд, але й значно покращують стійкість до корозії, подовжуючи термін служби в умовах відкритого повітря. Для середовищ із високою корозійною активністю, таких як прибережні зони чи хімічні заводи, рекомендуються процеси твердого анодування z або фторвуглецевого покриття. Конструктивні особливості також мають забезпечувати вільні конвекційні шляхи, мінімізувати z опір повітря та запобігати накопиченню пилу, що погіршує теплові характеристики.