El diseño tradicional de farolas LED se centra principalmente en la cantidad de lúmenes del LED, mientras que se presta menos atención a la disipación de calor.De hecho, los lúmenes de los LED están aumentando rápidamente.En 2009, el número de lúmenes por vatio de los LED producidos en masa alcanzó los 100 lúmenes y este valor sigue creciendo rápidamente.El sistema de teoría de transferencia de calor correspondiente ha sido maduro y los métodos de transferencia de calor que podemos utilizar son básicamente claros: conducción, convección, radiación y transferencia de calor por cambio de fase.Por tanto, en términos de transferencia de calor o disipación de calor, las medidas que podemos tomar son visibles y limitadas.
La tecnología de disipación de calor de las farolas LED generalmente utiliza una placa conductora de calor, que es una placa de cobre de 5 mm de espesor, que en realidad es una placa igualadora de temperatura, que iguala la fuente de calor;También hay disipadores de calor para disipar el calor, pero el peso es demasiado grande.El peso es muy importante en el sistema de farolas, debido a que la farola tiene 9 metros de altura, si es demasiado pesada, el peligro aumentará, especialmente en caso de tifones y terremotos.Pueden ocurrir accidentes.Los fabricantes nacionales utilizan la primera tecnología de disipación de calor en forma de alfiler del mundo, el radiador en forma de alfiler. La eficiencia de disipación de calor del radiador es mucho mejor que la del radiador tradicional en forma de aleta, lo que puede hacer que la temperatura de unión del LED supere los 15 ℃. más bajo que el del radiador ordinario, y el rendimiento a prueba de agua es mejor que el del radiador de aluminio ordinario, y el peso y el volumen también mejoran..Además, el disipador de calor de grafito desarrollado para lámparas LED de alta potencia también tiene un buen rendimiento térmico y de disipación de calor.
Los métodos de disipación de calor incluyen principalmente: disipación de calor por convección natural, disipación de calor forzada agregando ventiladores, disipación de calor con tubería de calor y tubería de calor en bucle, etc. El método de disipación de calor forzada al instalar un ventilador tiene un sistema complicado y baja confiabilidad, y el calor El método de disipación del tubo de calor y del tubo de calor en bucle es costoso.La farola tiene las ventajas de usarse en exteriores por la noche, la superficie de disipación de calor está ubicada en el lateral y el tamaño es menos restringido.Es beneficioso para la convección natural y la disipación de calor del aire.Por lo tanto, se recomienda elegir el método de disipación de calor por convección natural tanto como sea posible.
Los problemas en el diseño de disipación de calor de las farolas LED son: el área de las aletas de disipación de calor se establece al azar, la disposición de las aletas de disipación de calor no es razonable y la disposición de las aletas de disipación de calor de las lámparas no tiene en cuenta Tenga en cuenta el uso de las lámparas, que inciden en el efecto de las aletas y enfatizan la conducción del calor.Aunque muchos fabricantes consideran varias medidas: tubos de calor, tubos de calor en bucle, adición de grasa térmica, etc., no se dan cuenta de que el calor eventualmente será disipado por la superficie exterior de la lámpara.Ignore el equilibrio de la transferencia de calor, si la distribución de temperatura de las aletas es muy desigual, hará que algunas de las aletas no tengan ningún efecto o tengan un efecto limitado.
Luminarias LED de alta potencia con disipación de calor.Su propósito es resolver el problema de disipación de calor de las lámparas LED de alta potencia y proponer una farola LED de alta potencia con disipación de calor por convección de aire, que incluye un conjunto de cabezal de lámpara, un conjunto de disipador de calor de lámpara y un conjunto de cola de lámpara.El conjunto del disipador de calor de la lámpara es una carcasa cilíndrica de cuerda de arco.Abiertos en ambos extremos, los dos lados de la superficie cilíndrica en arco son superficies verticales, y la superficie vertical también está provista de una serie de orificios pasantes.En la cavidad interior de la carcasa cilíndrica de cuerda de arco, hay de 4 a 10 dispuestos axialmente y alineados con la superficie cilíndrica de arco y la superficie cilíndrica de cuerda.Los dos lados verticales de la placa de conducción de calor con nervaduras verticales y los dos lados de la carcasa cilíndrica de cuerda de arco también están provistos de orificios pasantes de matriz.La placa de conducción de calor con nervaduras verticales y los dos lados verticales de la carcasa cilíndrica de cuerda de arco también están provistos de orificios pasantes de matriz.En el conjunto del disipador de calor de la lámpara se forman de 5 a 11 canales de disipación de calor para el flujo de aire caliente.El modelo de utilidad tiene las ventajas de que hay múltiples canales de disipación de calor a través de los cuales fluye el aire caliente en la cavidad del cuerpo de disipación de calor, y la placa de conducción de calor con nervaduras verticales también sirve como superficie de disipación de calor, la superficie de intercambio de calor aumenta y la eficiencia de la descarga de calor es alta.
La disipación de calor de las farolas LED es uno de los problemas clave que deben resolverse.No solo está directamente relacionado con la eficiencia luminosa de los LED en el trabajo real, sino también porque las farolas LED requieren un alto brillo y generación de calor, y el ambiente exterior es relativamente duro.Si la disipación de calor no es buena, provocará directamente un envejecimiento rápido del LED y una menor estabilidad.Debido a que las lámparas de carretera utilizadas en exteriores deben tener un cierto nivel de resistencia al polvo y al agua (IP), una buena protección IP a menudo dificulta la disipación de calor de los LED.Resolver estos dos problemas contradictorios pero ambos es un aspecto importante al que se debe prestar atención al diseñar farolas.En este sentido, también es la situación más incondicional e irrazonable cuando se aplica LED a las farolas de carretera en China.Las situaciones no calificadas e irrazonables en el uso doméstico incluyen básicamente:
(1) Se utiliza un radiador para el LED, pero el diseño del terminal y el radiador de la conexión del LED no pueden alcanzar IP45 o superior, y no pueden cumplir con los requisitos del estándar GB7000.5/IEC6598-2-3.
(2) Adopte la carcasa de la lámpara de carretera normal y utilice LED de matriz en la superficie emisora de luz de la lámpara.Aunque este diseño puede cumplir con la prueba IP, la temperatura de la cavidad interior de la lámpara aumentará debido a la falta de ventilación en la lámpara.Entre 50 °C y 80 °C, en condiciones de trabajo tan altas, es poco probable que la eficiencia luminosa del LED sea alta y la vida útil del LED también se reducirá considerablemente.De hecho, existe una situación obviamente irrazonable.
(3) Se utiliza un ventilador de instrumentos en la luminaria para disipar el LED y el radiador.La entrada de aire está diseñada debajo de la luminaria para evitar que entre agua de lluvia y la salida de aire está diseñada alrededor de la fuente de luz LED hacia abajo.Esto también puede evitar eficazmente la entrada de agua de lluvia.Además, el radiador y el LED (cavidad de la fuente de luz) no están en la misma cavidad.Si este diseño se hace bien, puede pasar sin problemas de acuerdo con los requisitos de prueba IP de la lámpara.Esta solución no sólo resuelve el problema de disipación de calor del LED, sino que también cumple con los requisitos del nivel IP.Sin embargo, este diseño aparentemente bueno es obviamente irrazonable.Porque en la mayoría de las aplicaciones de iluminación vial en nuestro país, la cantidad de polvo que vuela en el aire es relativamente grande, alcanzando a veces una gran cantidad (como las tormentas de arena).Este tipo de iluminación se utiliza durante un período de tiempo en condiciones normales (entre tres meses y medio año), el espacio del radiador interno se llenará de polvo, lo que reducirá en gran medida el efecto del radiador.Finalmente, la vida útil del LED se reducirá significativamente debido a la alta temperatura de funcionamiento.La desventaja de este esquema es que no se puede utilizar bien y de manera consistente.
Para tener en cuenta la disipación de calor y la protección IP de los LED en las farolas de carretera, una pauta de diseño más razonable es:
a.Utilice una placa conductora de calor en la posición crítica de disipación de calor.La placa conductora de calor está dentro de la placa de metal con tubos delgados para que el flujo de refrigerante se distribuya uniformemente y los tubos delgados están llenos de refrigerante.Cuando se calienta una determinada parte de la placa conductora de calor, el refrigerante en los tubos delgados fluirá rápidamente para que el calor se conduzca rápidamente.La conductividad térmica de una placa buena conductora del calor puede alcanzar entre 8 y 12 veces la de una placa de cobre del mismo espesor.Aunque el precio es mayor, si se utiliza en piezas clave, la disipación de calor del LED será más efectiva.
b.Diseñe la carcasa de la lámpara en forma de radiador.La mayoría de las carcasas de las farolas están hechas de aluminio.El uso directo del exterior de la carcasa de la lámpara como radiador no solo puede garantizar los requisitos del nivel de protección IP, sino también obtener una gran área de disipación de calor.Además, cuando el radiador compuesto por la carcasa de la lámpara tiene polvo, puede lavarse con el viento natural y la lluvia para garantizar la eficacia continua del radiador.
