¿Qué tipo de estructura de disipación de calor utiliza LED Bulkhead?

En el sector de la iluminación profesional, mamparas LED (mamparas/luces de ojo de buey) se utilizan ampliamente en exteriores, en pasillos, estacionamientos subterráneos y en entornos industriales debido a su robustez y altas clasificaciones IP65 o superiores. Sin embargo, el diseño de su carcasa con alto grado de protección IP65 presenta desafíos únicos en cuanto a disipación de calor.

La vida útil y el mantenimiento del lúmenes (por ejemplo, el estándar L70) de los LED están estrechamente relacionados con la temperatura de unión del chip (Tj). La temperatura es el factor principal que afecta la vida útil del LED. Por lo tanto, un mamparo LED profesional debe tener una estructura de disipación de calor eficiente y confiable para disipar rápidamente el calor del chip LED y garantizar un funcionamiento a largo plazo, especialmente en temperaturas ambiente altas, manteniendo al mismo tiempo su vida útil esperada de 50.000 horas o más.

Tres componentes principales de la estructura de disipación de calor de un mamparo

El sistema de disipación de calor del mamparo LED es una estructura compleja de múltiples capas compuesta por tres componentes clave que funcionan en conjunto: gestión de la fuente de calor, rutas de conducción de calor y convección/radiación de calor.

1. Gestión del calor: selección del sustrato del módulo LED

El primer paso para la disipación de calor es transferir el calor desde la parte inferior del chip LED.

Placa de circuito impreso con núcleo metálico (MCPCB): los mamparos LED de alta calidad utilizan casi exclusivamente MCPCB en lugar de las tradicionales placas de fibra de vidrio FR4. Los MCPCB, con un sustrato de aluminio como núcleo, poseen una conductividad térmica extremadamente alta. Esto garantiza que el calor generado por el chip LED durante el funcionamiento se transfiera a la superficie del sustrato de aluminio lo más rápido posible.

Soldadura y adhesivo de alta conductividad térmica: Se debe utilizar soldadura o adhesivo especializado de alta conductividad térmica entre el chip LED y el MCPCB para minimizar la resistencia al contacto térmico. La precisión y la pureza del material de este proceso en una mampara profesional son diferenciadores clave de la calidad del producto.

2. Ruta de transferencia de calor: integración del material y la estructura de la vivienda

Una vez que el calor se transfiere desde el MCPCB, necesita un camino confiable hacia la superficie exterior de la luminaria.

Carcasa de aleación de aluminio fundido a presión: si bien muchas carcasas de mamparo utilizan policarbonato (PC) para cumplir con los requisitos de resistencia al impacto de IK, los componentes críticos de disipación de calor que contienen suelen seguir siendo de aleación de aluminio fundido a presión. El diseño estructural profesional asegura el MCPCB al disipador de calor de aleación de aluminio.

Disipador de calor estructuralmente integrado: en algunos mamparos LED de alto rendimiento, la carcasa principal (particularmente la parte posterior) está diseñada como un disipador de calor estructural con funcionalidad de disipador de calor. El espesor y el espaciado preciso de las aletas están diseñados para maximizar la superficie en contacto con el aire ambiente.

3. Convección de calor y radiación: desafíos en ambientes sellados

Debido a que los mamparos suelen estar altamente sellados (por ejemplo, IP66), la disipación de calor interna depende principalmente de la conducción hacia la carcasa, donde luego se disipa mediante convección y radiación.

Área de superficie maximizada: el área de superficie efectiva de disipación de calor de la carcasa de la luminaria es crucial para la eficiencia de la disipación de calor. Incluso si la carcasa está hecha de PC, el disipador de calor de metal en su interior garantiza una distribución uniforme del calor a través de múltiples vías térmicas.

Efectos de color y revestimiento: El color y el revestimiento de la superficie de la carcasa también afectan la eficiencia de la radiación de calor. Los revestimientos oscuros (como el negro o el gris oscuro) tienen una mayor emisividad, lo que facilita la disipación del calor mediante radiación infrarroja en ambientes herméticos.

Consideraciones sobre la disipación de calor para controladores y fuentes de alimentación

Como otra fuente importante de calor en las luminarias, el diseño de disipación de calor del conductor es igualmente crucial. El fallo del controlador es una de las principales causas del fallo de las luminarias LED.

Aislamiento físico: El diseño estructural del mamparo LED profesional garantiza una cierta distancia física o cavidad de aislamiento entre el controlador y el módulo LED. Esto evita que el calor generado por el módulo LED se transfiera nuevamente a componentes electrónicos sensibles dentro del controlador, como los condensadores electrolíticos.

Encapsulado del controlador: Los controladores de mamparo con altas clasificaciones de IP generalmente están recubiertos con epoxi o silicona térmicamente conductora. Esto no solo proporciona protección IP adicional contra la humedad, sino que también distribuye uniformemente el calor generado por los chips internos del controlador a la carcasa, lo que mejora aún más la confiabilidad en ambientes húmedos y vibrantes.