Охлаждение светодиодных светильников: решение проблемы теплоотвода в мощных LED. Sunleaf 

В эпоху растущей популярности мощных светодиодов многие фокусируются на яркости и мощности, но часто упускают ключевой фактор, определяющий срок службы светильника – теплоотвод. КПД светоотдачи LED составляет лишь 25-35 %, а остальная энергия преобразуется в тепло. Чем меньше размер чипа и выше мощность, тем выше плотность тепловыделения. Если охлаждение светодиодных светильников не справляется, происходит снижение яркости, изменение цветовой температуры и резкое сокращение срока службы.

Эффективный теплоотвод в LEDсистемах – это не заслуга отдельного компонента, а комплексная система управления теплом на всех уровнях: от чипа до системной интеграции. Общее тепловое сопротивление складывается из трёх составляющих: сопротивление от чипа к воздуху, от подложки к радиатору светодиодных систем и от радиатора к воздуху. Каждый этап напрямую влияет на итоговую эффективность теплоотвода.

Теплоотвод на уровне чипа: материалы и толщина – основа сопротивления

Дизайн теплоотвода самого чипа – фундамент всей цепочки. Например, уменьшение толщины сапфировой подложки с 100 мкм до 80 мкм позволяет снизить тепловое сопротивление на 20 %. Замена материала на карбид кремния (SiC) с коэффициентом теплопроводности 280 Вт/(м·К) вместо 35-40 Вт/(м·К) снижает тепловое сопротивление на 87,5 %. Чем короче путь передачи тепла и выше теплопроводность материала, тем быстрее чип может «отводить» тепло. Для этого требуются высокоточные металлические контактные элементы и теплопроводящие основания, обеспечивающие плотный контакт и стабильную передачу тепла.

Теплоотвод на уровне подложки: четыре основных решения, данные говорят сами за себя

Подложка — ключевой элемент, связывающий предыдущие и последующие этапы в конструкции радиаторов светодиодных систем. В отрасли выделяют четыре основных типа.

FR4подложки. Низкая стоимость, возможность создания больших плат – основной вариант для массового производства.

С отверстиями для теплоотвода и медной прокладкой: тепловое сопротивление до 7 К/Вт.

С заполнением отверстий высокотеплопроводным материалом и медной прокладкой: тепловое сопротивление снижается до 3 К/Вт.

MCPCBподложки (металлические композитные). Наиболее распространённое решение для мощных LED. Эффективность зависит от теплопроводности изолирующего слоя:

обычный изолирующий слой: 0,8 Вт/(м·К);

высокотеплопроводный изолирующий слой: 4 Вт/(м·К).
При повышении теплопроводности изолирующего слоя тепловое сопротивление может сократиться вдвое.

Керамические подложки. Обладают высокой теплопроводностью, но дороги, ограничены по размерам и хрупки – подходят для премиальных или специализированных применений.

Композитные подложки. Обеспечивают баланс характеристик, но уступают по универсальности и контролю стоимости первым трём типам.

Компания Sunleaf предлагает металлические компоненты (детали, алюминиевые сплавы, усиленные металлические конструкции) для всех типов подложек, чтобы максимально реализовать их потенциал и обеспечить эффективное охлаждение светодиодных светильников.

Системный теплоотвод: пять технологий, которые охватывает производство Sunleaf

На системном уровне задача – отвести тепло в окружающую среду. Существует пять основных технологий:

Алюминиевые радиаторы светодиодов. Наиболее распространённое решение, основанное на теплопроводности и естественной конвекции. Sunleaf производит алюминиевые радиаторы светодиодовразличными методами: экструзией, литьём под давлением, штамповкой. Оптимизация структуры и воздушных потоков повышает эффективность теплоотвода в радиаторах светодиодных систем.

Тепловые трубки. Обеспечивают быстрый перенос тепла без внешнего питания, подходят для зон с высокой плотностью тепловыделения. Используются вместе с металлическими радиаторами и основаниями.

Термопластин. Равномерно распределяют тепло, снижая локальное тепловое сопротивление, эффективны для концентрированных источников тепла.

Петлевые тепловые трубки (LHP). Позволяют переносить тепло на большие расстояния без привязки к направлению, отводя тепло к корпусу светильника для последующего естественного рассеивания. Значительно продлевают срок службы светильника.

Пьезоэлектрические вентиляторы. Компактные, с низким энергопотреблением и шумом, подходят для внутренних LEDсистем. В сочетании с миниатюрными металлическими радиаторами эффективность повышается.

Особое внимание мы уделяем алюминиевым корпусам светильников – они не только выполняют защитную и эстетическую функцию, но и служат дополнительным элементом теплоотвода. При производстве корпусов мы используем методы литья, обеспечивающие высокую точность и прочность конструкции.

Для литья сценического света мы предлагаем индивидуальные решения: разрабатываем конструкции корпусов и радиаторов с учётом специфических требований к теплоотводу и механической прочности. Это позволяет создавать надёжные и эффективные осветительные системы для профессионального использования.

Почему стоит выбрать Sunleaf

Для производителей LEDоборудования ключевое значение имеет реализация эффективной схемы теплоотвода в виде стабильных, точных и масштабируемых металлических конструкций.

Sunleaf специализируется на

производстве металлических компонентов для теплоотвода на всех этапах – от чипа до системы;

изготовлении высокоточных металлических деталей и мощных радиаторов в одном производственном цикле;

разработке металлических конструкций для керамических систем теплоотвода, решении проблем хрупкости, монтажа и расширения тепла;

использовании отработанных технологий и масштабных производственных мощностей для обеспечения низкого теплового сопротивления, высокой мощности и долговечности LEDпродукции;

создании алюминиевых корпусов светильниковс интегрированными элементами теплоотвода;

предоставлении комплексных решений для охлаждения светодиодных светильников, включая радиаторы светодиодных системи компоненты для литья сценического света.

Теплоотвод – это не магия, а совокупность материалов, конструкций, технологий и производственных возможностей. В следующей фазе конкуренции в сфере мощных LED ключевым фактором станет управление теплом.

New Force Metal Products Co., Ltd. Sunleaf

Обеспечивает надёжное сопровождение каждой схемы теплоотвода для LEDсистем благодаря производственному мастерству.