Quel type de structure de dissipation thermique la cloison LED utilise-t-elle

Dans le secteur de l'éclairage professionnel, Cloisons LED (cloisons/hublots) sont largement utilisés à l'extérieur, dans les couloirs, les parkings souterrains et dans les environnements industriels en raison de leur robustesse et de leurs indices IP65 ou supérieurs. Cependant, la conception de leur boîtier IP65 élevé présente des défis uniques en matière de dissipation thermique.

La durée de vie et le maintien du flux lumineux (par exemple, norme L70) des LED sont étroitement liés à la température de jonction (Tj) de la puce. La température est le principal facteur affectant la durée de vie des LED. Par conséquent, une cloison LED professionnelle doit avoir une structure de dissipation thermique efficace et fiable pour dissiper rapidement la chaleur de la puce LED afin de garantir un fonctionnement à long terme, en particulier à des températures ambiantes élevées, tout en maintenant sa durée de vie prévue de 50 000 heures ou plus.

Trois composants essentiels de la structure de dissipation thermique d'une cloison

Le système de dissipation thermique de la cloison LED est une structure multicouche complexe composée de trois composants clés travaillant en tandem : la gestion de la source de chaleur, les chemins de conduction thermique et la convection/radiation thermique.

1. Gestion de la chaleur : sélection du substrat du module LED

La première étape de la dissipation de la chaleur consiste à évacuer la chaleur du bas de la puce LED.

Carte de circuit imprimé à noyau métallique (MCPCB) : les cloisons LED de haute qualité utilisent presque exclusivement du MCPCB au lieu des cartes traditionnelles en fibre de verre FR4. Les MCPCB, avec un substrat en aluminium comme noyau, possèdent une conductivité thermique extrêmement élevée. Cela garantit que la chaleur générée par la puce LED pendant le fonctionnement est transférée le plus rapidement possible à la surface du substrat en aluminium.

Adhésif et soudure hautement conducteurs thermiquement : une soudure ou un adhésif hautement conducteur thermiquement spécialisé doit être utilisé entre la puce LED et le MCPCB pour minimiser la résistance de contact thermique. La précision et la pureté des matériaux de ce processus dans une cloison professionnelle sont des différenciateurs clés de la qualité du produit.

2. Voie de transfert de chaleur : intégration des matériaux et de la structure du logement

Une fois la chaleur transférée du MCPCB, elle a besoin d'un chemin fiable vers la surface extérieure du luminaire.

Boîtier en alliage d'aluminium moulé sous pression : alors que de nombreux boîtiers de cloison utilisent du polycarbonate (PC) pour répondre aux exigences de résistance aux chocs IK, les composants critiques de dissipation thermique à l'intérieur sont généralement toujours en alliage d'aluminium moulé sous pression. La conception structurelle professionnelle sécurise le MCPCB au dissipateur thermique en alliage d'aluminium.

Dissipateur thermique structurellement intégré : dans certaines cloisons LED hautes performances, le boîtier principal (en particulier l'arrière) est conçu comme un dissipateur thermique structurel doté d'une fonctionnalité de dissipateur thermique. L'espacement et l'épaisseur précis des ailettes sont conçus pour maximiser la surface en contact avec l'air ambiant.

3. Convection thermique et rayonnement : défis dans les environnements scellés

Étant donné que les cloisons sont généralement hautement étanches (par exemple IP66), la dissipation thermique interne repose principalement sur la conduction vers le boîtier, où elle est ensuite dissipée par convection et rayonnement.

Surface maximisée : La surface de dissipation thermique efficace du boîtier du luminaire est cruciale pour l'efficacité de la dissipation thermique. Même si le boîtier est en PC, le dissipateur thermique métallique assure une répartition homogène de la chaleur via plusieurs vias thermiques.

Effets de couleur et de revêtement : La couleur et le revêtement de surface du boîtier affectent également l'efficacité du rayonnement thermique. Les revêtements foncés (comme le noir ou le gris foncé) ont une émissivité plus élevée, ce qui facilite la dissipation de la chaleur via le rayonnement infrarouge dans les environnements hermétiques.

Considérations sur la dissipation thermique pour les pilotes et les alimentations

Autre source de chaleur majeure dans les luminaires, la conception de la dissipation thermique du pilote est tout aussi cruciale. La défaillance du pilote est l'une des principales causes de défaillance des luminaires LED.

Isolation physique : la conception structurelle professionnelle de la cloison LED garantit une certaine distance physique ou cavité d'isolation entre le pilote et le module LED. Cela empêche la chaleur générée par le module LED d'être transférée aux composants électroniques sensibles du pilote, tels que les condensateurs électrolytiques.

Enrobage des pilotes : les pilotes de cloison avec des indices IP élevés sont généralement enrobés d'époxy ou de silicone thermoconducteur. Cela fournit non seulement une protection IP supplémentaire contre l'humidité, mais répartit également uniformément la chaleur générée par les puces internes du pilote vers le boîtier, améliorant encore davantage la fiabilité dans les environnements humides et vibrants.