ما هو نوع هيكل تبديد الحرارة الذي يستخدمه حاجز LED

في مجال الإضاءة المهنية، حواجز LED تُستخدم (الحواجز/أضواء الكوة) على نطاق واسع في الهواء الطلق، وفي الممرات، ومواقف السيارات تحت الأرض، وفي البيئات الصناعية نظرًا لصلابتها وتصنيف IP65 العالي أو أعلى. ومع ذلك، فإن تصميم غلافها العالي IP65 يمثل تحديات فريدة في تبديد الحرارة.

يرتبط العمر الافتراضي وصيانة التجويف (على سبيل المثال، معيار L70) لمصابيح LED ارتباطًا وثيقًا بدرجة حرارة توصيل الشريحة (Tj). درجة الحرارة هي العامل الأساسي الذي يؤثر على عمر LED. لذلك، يجب أن يتمتع حاجز LED الاحترافي ببنية فعالة وموثوقة لتبديد الحرارة لتبديد الحرارة بسرعة بعيدًا عن شريحة LED لضمان التشغيل على المدى الطويل، خاصة في درجات الحرارة المحيطة العالية، مع الحفاظ على العمر المتوقع الذي يبلغ 50000 ساعة أو أكثر.

ثلاثة مكونات أساسية لهيكل تبديد الحرارة للحاجز

نظام تبديد الحرارة لحاجز LED عبارة عن هيكل معقد متعدد الطبقات يتكون من ثلاثة مكونات رئيسية تعمل جنبًا إلى جنب: إدارة مصدر الحرارة، ومسارات التوصيل الحراري، والحمل الحراري/الإشعاع.

1. إدارة الحرارة: اختيار الركيزة وحدة LED

الخطوة الأولى في تبديد الحرارة هي نقل الحرارة بعيدًا عن الجزء السفلي من شريحة LED.

لوحة الدوائر المطبوعة المعدنية (MCPCB): تستخدم حواجز LED عالية الجودة بشكل حصري تقريبًا MCPCB بدلاً من ألواح الألياف الزجاجية التقليدية FR4. تمتلك MCPCBs، التي تحتوي على ركيزة من الألومنيوم، موصلية حرارية عالية للغاية. وهذا يضمن نقل الحرارة الناتجة عن شريحة LED أثناء التشغيل إلى سطح الركيزة الألومنيوم في أسرع وقت ممكن.

مادة لاصقة ولحام موصلة للحرارة العالية: يجب استخدام لحام أو مادة لاصقة متخصصة عالية التوصيل للحرارة بين شريحة LED وMCCPB لتقليل مقاومة التلامس الحراري. تعد الدقة ونقاء المواد لهذه العملية في الحاجز الاحترافي من العوامل الرئيسية التي تميز جودة المنتج.

2. مسار نقل الحرارة: تكامل مواد وهيكل السكن

بعد نقل الحرارة من MCPCB، فإنه يحتاج إلى مسار موثوق به إلى السطح الخارجي لوحدة الإنارة.

غلاف سبائك الألومنيوم المصبوب: في حين أن العديد من أغطية الحاجز تستخدم البولي كربونات (PC) لتلبية متطلبات مقاومة الصدمات IK، فإن مكونات تبديد الحرارة المهمة داخلها لا تزال عادةً سبائك الألومنيوم المصبوبة. يعمل التصميم الهيكلي الاحترافي على تأمين MCPCB إلى المشتت الحراري المصنوع من سبائك الألومنيوم.

المشتت الحراري المتكامل هيكليًا: في بعض حواجز LED عالية الأداء، يتم تصميم الغلاف الرئيسي (خاصة الجزء الخلفي) كمشتت حراري هيكلي مزود بوظيفة المشتت الحراري. تم تصميم التباعد الدقيق للزعانف وسمكها لزيادة مساحة السطح الملامسة للهواء المحيط.

3. الحمل الحراري والإشعاع: التحديات في البيئات المغلقة

نظرًا لأن الحواجز عادةً ما تكون محكمة الغلق بدرجة عالية (على سبيل المثال، IP66)، فإن تبديد الحرارة الداخلية يعتمد بشكل أساسي على التوصيل إلى الغلاف، حيث يتم تبديدها بعد ذلك من خلال الحمل الحراري والإشعاع.

مساحة السطح القصوى: تعد مساحة سطح تبديد الحرارة الفعالة لغطاء وحدة الإنارة أمرًا بالغ الأهمية لكفاءة تبديد الحرارة. حتى لو كان الهيكل مصنوعًا من الكمبيوتر الشخصي، فإن المشتت الحراري المعدني الموجود بداخله يضمن توزيعًا متساويًا للحرارة من خلال منافذ حرارية متعددة.

تأثيرات اللون والطلاء: يؤثر اللون والطلاء السطحي للإسكان أيضًا على كفاءة الإشعاع الحراري. تتميز الطلاءات الداكنة (مثل الأسود أو الرمادي الداكن) بانبعاثية أعلى، مما يسهل تبديد الحرارة عبر الأشعة تحت الحمراء في بيئات محكمة الإغلاق.

اعتبارات تبديد الحرارة للسائقين وإمدادات الطاقة

وباعتباره مصدرًا رئيسيًا آخر للحرارة في وحدات الإنارة، فإن تصميم تبديد الحرارة للسائق له نفس القدر من الأهمية. يعد فشل برنامج التشغيل أحد الأسباب الرئيسية لفشل وحدة إنارة LED.

العزل المادي: يضمن التصميم الهيكلي الاحترافي لحاجز LED وجود مسافة مادية معينة أو تجويف عزل بين السائق ووحدة LED. ويمنع هذا نقل الحرارة الناتجة عن وحدة LED مرة أخرى إلى المكونات الإلكترونية الحساسة داخل السائق، مثل المكثفات الإلكتروليتية.

بوتينغ السائق: عادةً ما يتم وضع سائقي الحاجز الذين يتمتعون بتصنيفات IP عالية بمادة إيبوكسي أو سيليكون موصلة حرارياً. لا يوفر هذا حماية IP إضافية ضد الرطوبة فحسب، بل يوزع أيضًا الحرارة الناتجة عن الرقائق الداخلية للسائق بالتساوي على الهيكل، مما يزيد من تحسين الموثوقية في البيئات الرطبة والمهتزة.