Đèn LED

Đèn LED, với tư cách là nguồn sáng xanh thế hệ mới, đã được ứng dụng rộng rãi trong chiếu sáng đường phố, chiếu sáng thương mại, chiếu sáng công nghiệp và chiếu sáng ô tô do lợi thế về hiệu suất phát quang cao, tiêu thụ năng lượng thấp và tuổi thọ dài. Tuy nhiên, chip LED về bản chất là các thiết bị phát quang bán dẫn, và việc sử dụng năng lượng điện của chúng không đạt 100%. Khoảng 60% đến 70% năng lượng đầu vào được chuyển hóa thành nhiệt. Nếu nhiệt lượng này không được tản ra kịp thời và hiệu quả, sẽ dẫn đến nhiệt độ mối nối tăng cao, từ đó làm giảm hiệu suất phát quang, gia tăng tốc độ suy giảm ánh sáng, trôi nhiệt độ màu, và thậm chí gây hỏng hoàn toàn nguồn sáng. Những vấn đề này ảnh hưởng nghiêm trọng đến tuổi thọ của đèn và trải nghiệm người dùng. Do đó, hệ thống quản lý nhiệt là một yếu tố then chốt trong thiết kế đèn LED, trực tiếp quyết định hiệu suất và độ tin cậy của sản phẩm.

Các thách thức chính trong quản lý nhiệt cho chiếu sáng LED bao gồm: kích thước nhỏ gọn và mật độ công suất nhiệt cao của các chip LED, làm tập trung nhiệt với phản ứng quá độ nhanh, đòi hỏi phải tản nhiệt nhanh chóng; kích thước đèn bị giới hạn—đặc biệt trong các ứng dụng chiếu sáng nội thất và ô tô—làm giảm diện tích dành cho bộ tản nhiệt; các đèn ngoài trời phải đồng thời đáp ứng yêu cầu chống nước, chống bụi, chống ăn mòn và bảo vệ khỏi tia UV, làm phức tạp thêm thiết kế. Lấy chiếu sáng đường phố làm ví dụ: các đèn phải hoạt động ổn định trong thời gian dài ở dải nhiệt độ từ -40°C đến +50°C, đòi hỏi các bộ tản nhiệt phải kết hợp khả năng dẫn nhiệt cao với độ bền thời tiết vượt trội.

Các giải pháp quản lý nhiệt khác nhau có thể được lựa chọn cho các thiết bị chiếu sáng trong các dải công suất khác nhau. Các bóng đèn LED công suất thấp có thể sử dụng đế nhôm đơn giản với các cánh tản nhiệt dập, mang lại hiệu quả về chi phí; các đèn âm trần, đèn công nghiệp/mỏ và đèn pha công suất trung bình đến cao chủ yếu sử dụng tản nhiệt ép đùn hoặc rèn nguội để đạt được diện tích bề mặt lớn hơn và điện trở nhiệt thấp hơn. Đối với đèn đường công suất cao hoặc đèn sân khấu, các công nghệ ống dẫn nhiệt hoặc tấm dẫn nhiệt thường được tích hợp để phân bố nhanh nhiệt lượng đến mảng cánh tản, sau đó giải nhiệt thông qua đối lưu tự nhiên hoặc làm mát bằng quạt. Các tản nhiệt kiểu Skived Fin, với mật độ cánh cao và hiệu suất nhiệt vượt trội, phù hợp với những tình huống yêu cầu hiệu năng nhiệt khắt khe. Tản nhiệt đúc khuôn áp lực, được tích hợp thành một khối liền với thân đèn, cân bằng giữa tính thẩm mỹ và độ bền cấu trúc, do đó là lựa chọn phổ biến cho chiếu sáng ngoài trời.

Xử lý bề mặt cũng quan trọng không kém. Anodi z việc mạ, phun cát hoặc sơn tĩnh điện không chỉ tăng tính thẩm mỹ mà còn cải thiện đáng kể khả năng chống ăn mòn, kéo dài tuổi thọ sử dụng ngoài trời. Đối với các môi trường ăn mòn cao như khu vực ven biển hoặc nhà máy hóa chất, nên sử dụng quy trình anot hóa cứng hoặc phủ fluorocarbon. z các yếu tố thiết kế cũng phải đảm bảo đường dẫn đối lưu thông suốt, giảm thiểu z lực cản không khí và ngăn ngừa sự tích tụ bụi làm suy giảm hiệu suất nhiệt.