Wat voor soort warmteafvoerstructuur gebruikt LED Bulkhead?

In de professionele verlichtingssector LED-schotten (schotten/patrijspoortlichten) worden veel gebruikt buitenshuis, in gangen, ondergrondse parkeergarages en in industriële omgevingen vanwege hun robuustheid en hoge IP65-classificatie of hoger. Hun hoge IP65-behuizingsontwerp biedt echter unieke uitdagingen op het gebied van warmteafvoer.

De levensduur en het lumenbehoud (bijvoorbeeld L70-standaard) van LED's hangen nauw samen met de junctietemperatuur (Tj) van de chip. Temperatuur is de belangrijkste factor die de levensduur van LED's beïnvloedt. Daarom moet een professioneel LED-schot een efficiënte en betrouwbare warmteafvoerstructuur hebben om de warmte snel van de LED-chip af te voeren om een ​​langdurige werking te garanderen, vooral bij hoge omgevingstemperaturen, terwijl de verwachte levensduur van 50.000 uur of meer behouden blijft.

Drie kerncomponenten van de warmteafvoerstructuur van een schot

Het warmteafvoersysteem van het LED-schot is een complexe, meerlaagse structuur die bestaat uit drie belangrijke componenten die samenwerken: warmtebronbeheer, warmtegeleidingspaden en warmteconvectie/straling.

1. Warmtebeheer: selectie van substraat voor LED-modules

De eerste stap bij het afvoeren van warmte is het afvoeren van warmte vanaf de onderkant van de LED-chip.

Metal Core Printed Circuit Board (MCPCB): Hoogwaardige LED-schotten maken vrijwel uitsluitend gebruik van MCPCB in plaats van traditionele FR4-glasvezelplaten. MCPCB's, met een aluminiumsubstraat als kern, beschikken over een extreem hoge thermische geleidbaarheid. Dit zorgt ervoor dat de tijdens bedrijf door de LED-chip gegenereerde warmte zo snel mogelijk wordt overgebracht naar het aluminium substraatoppervlak.

Zeer thermisch geleidende lijm en soldeer: Er moet gespecialiseerd, zeer thermisch geleidend soldeer of lijm worden gebruikt tussen de LED-chip en de MCPCB om de thermische contactweerstand te minimaliseren. De precisie en materiaalzuiverheid van dit proces in een professionele schot zijn belangrijke onderscheidende factoren voor de productkwaliteit.

2. Warmteoverdrachtspad: integratie van behuizingsmateriaal en -structuur

Nadat de warmte van de MCPCB is overgedragen, heeft deze een betrouwbaar pad naar het buitenoppervlak van de armatuur nodig.

Behuizing van gegoten aluminiumlegering: Hoewel veel schotbehuizingen gebruik maken van polycarbonaat (PC) om te voldoen aan de IK-eisen voor slagvastheid, zijn de kritische componenten voor warmteafvoer binnenin doorgaans nog steeds een gegoten aluminiumlegering. Professioneel structureel ontwerp bevestigt de MCPCB aan het koellichaam van aluminiumlegering.

Structureel geïntegreerd koellichaam: Bij sommige hoogwaardige LED-schotten is de hoofdbehuizing (met name de achterkant) ontworpen als een structureel koellichaam met koellichaamfunctionaliteit. De nauwkeurige lamelafstand en -dikte zijn ontworpen om het oppervlak dat in contact komt met de omgevingslucht te maximaliseren.

3. Warmteconvectie en straling: uitdagingen in afgesloten omgevingen

Omdat schotten doorgaans goed afgedicht zijn (bijvoorbeeld IP66), is de interne warmteafvoer voornamelijk afhankelijk van geleiding naar de behuizing, waar deze vervolgens wordt afgevoerd via convectie en straling.

Gemaximaliseerd oppervlak: Het effectieve warmteafvoeroppervlak van de armatuurbehuizing is cruciaal voor de efficiëntie van de warmteafvoer. Zelfs als de behuizing van PC is gemaakt, zorgt het metalen koellichaam binnenin voor een gelijkmatige warmteverdeling via meerdere thermische via's.

Kleur- en coatingeffecten: De kleur en oppervlaktecoating van de behuizing hebben ook invloed op de efficiëntie van de warmtestraling. Donkere coatings (zoals zwart of donkergrijs) hebben een hogere emissiviteit, wat de warmteafvoer via infraroodstraling in luchtdichte omgevingen vergemakkelijkt.

Overwegingen bij warmteafvoer voor drivers en voedingen

Als andere belangrijke warmtebron in armaturen is het ontwerp van de warmteafvoer door de driver net zo cruciaal. Uitval van de driver is een van de belangrijkste oorzaken van uitval van LED-armaturen.

Fysieke isolatie: Het professionele structurele LED-schot zorgt voor een bepaalde fysieke afstand of isolatieholte tussen de driver en de LED-module. Dit voorkomt dat de door de LED-module gegenereerde warmte wordt teruggeleid naar gevoelige elektronische componenten in de driver, zoals elektrolytische condensatoren.

Driver-potting: Bulkhead-drivers met hoge IP-classificaties worden doorgaans ingegoten met thermisch geleidende epoxy of siliconen. Dit biedt niet alleen extra IP-bescherming tegen vocht, maar verdeelt ook de warmte die wordt gegenereerd door de interne chips van de driver gelijkmatig naar de behuizing, waardoor de betrouwbaarheid in vochtige en trillende omgevingen verder wordt verbeterd.