Comparatif de 5 boîtiers de luminaires LED d'intérieur

À l’heure actuelle, le plus gros problème technique des luminaires LED est la dissipation thermique. Une mauvaise dissipation thermique a conduit à des alimentations électriques et des condensateurs électrolytiques qui sont devenus des défauts dans le développement ultérieur des appareils d'éclairage à LED et sont à l'origine de la dégradation prématurée des sources de lumière LED.

Dans la solution de luminaire utilisant une source de lumière LED BT, étant donné que la source de lumière LED fonctionne dans un état de fonctionnement basse tension (VF = 3,2 V) et courant élevé (IF = 300 ～ 700 mA), elle génère beaucoup de chaleur et le luminaire traditionnel a un petit espace et une petite superficie. Il est difficile pour le boîtier de dissiper rapidement la chaleur. Bien que divers schémas de dissipation thermique aient été adoptés, les résultats n'étaient pas satisfaisants et sont devenus un problème insoluble pour les luminaires à LED. Nous recherchons toujours des matériaux faciles à utiliser, ayant une bonne conductivité thermique et des matériaux de dissipation thermique à faible coût.

À l'heure actuelle, une fois la source de lumière LED allumée, environ 30 % de l'énergie électrique est convertie en énergie lumineuse et le reste est converti en énergie thermique. Par conséquent, exporter autant d’énergie thermique le plus rapidement possible est une technologie clé dans la conception structurelle des lampes LED. L’énergie thermique doit être dissipée par conduction thermique, convection thermique et rayonnement thermique. Ce n'est qu'en dissipant la chaleur le plus rapidement possible que la température de la cavité dans la lampe LED peut être efficacement réduite et que l'alimentation électrique peut être protégée contre le fonctionnement dans un environnement à haute température de longue durée et contre le vieillissement prématuré de la source de lumière LED dû à une longue période. Un fonctionnement à haute température à terme peut être évité.

Le chemin de dissipation thermique de l’éclairage LED

Étant donné que la source de lumière LED elle-même ne contient pas de rayons infrarouges ou ultraviolets, la source de lumière LED elle-même n'a aucune fonction de dissipation thermique par rayonnement. La méthode de dissipation thermique du luminaire LED ne peut exporter de la chaleur qu'à travers le boîtier étroitement associé à la plaque de perles de la lampe LED. Le boîtier doit avoir les fonctions de conduction thermique, de convection thermique et de rayonnement thermique.

Tout logement, en plus de pouvoir conduire rapidement la chaleur de la source de chaleur à la surface du logement, l'essentiel est de dissiper la chaleur dans l'air par convection et rayonnement. La conduction thermique ne résout que le mode de transfert de chaleur et la convection thermique est la fonction principale du boîtier. Les performances de dissipation thermique sont principalement déterminées par la zone de dissipation thermique, la forme et la capacité d'intensité de convection naturelle. Le rayonnement thermique n'est qu'une fonction auxiliaire.

D'une manière générale, si la distance entre la source de chaleur et la surface du boîtier est inférieure à 5 mm, tant que la conductivité thermique du matériau est supérieure à 5, la chaleur peut être exportée et le reste de la dissipation thermique doit être dominée par la convection thermique.

La plupart des sources d'éclairage LED utilisent encore des perles de lampe LED basse tension (VF = 3,2 V) et courant élevé (IF = 200 ～ 700 mA). En raison de la chaleur élevée pendant le fonctionnement, un alliage d'aluminium ayant une conductivité thermique plus élevée doit être utilisé. Il existe généralement des boîtiers en aluminium moulé sous pression, des boîtiers en aluminium extrudé et des boîtiers en aluminium estampé. Le boîtier en aluminium moulé sous pression est une technologie de pièces moulées sous pression. L'alliage liquide de zinc, de cuivre et d'aluminium est versé dans l'entrée de la machine de moulage sous pression, et la machine de moulage sous pression est coulée sous pression pour couler un boîtier ayant une forme limitée par un moule préconçu.

Boîtier en aluminium moulé sous pression

Le coût de production est contrôlable, l'aile de dissipation thermique ne peut pas être fine et il est difficile d'agrandir la zone de dissipation thermique. Les matériaux de moulage sous pression couramment utilisés pour les dissipateurs thermiques des lampes LED sont l'ADC10 et l'ADC12.

Boîtier en aluminium extrudé

L'aluminium liquide est extrudé à travers une matrice fixe, puis la barre est usinée et découpée dans la forme requise du boîtier, et le coût de post-traitement est relativement élevé. L'aile rayonnante peut être nombreuse et mince, et la zone de dissipation thermique est étendue au maximum. Lorsque l'aile rayonnante fonctionne, la convection de l'air se forme automatiquement pour diffuser la chaleur et l'effet de dissipation thermique est meilleur. Les matériaux couramment utilisés sont AL6061 et AL6063.

Boîtier en aluminium estampé

Il est transformé en un boîtier en forme de coupe en poinçonnant et en tirant des plaques d'acier et d'alliage d'aluminium à travers un poinçon et une matrice. La périphérie intérieure et extérieure du boîtier perforé est lisse et la zone de dissipation thermique est limitée en raison de l'absence d'ailes. Les matériaux en alliage d'aluminium couramment utilisés sont les 5052, 6061 et 6063. La qualité des pièces d'emboutissage est faible et le taux d'utilisation des matériaux est élevé, ce qui constitue une solution peu coûteuse.
La conduction thermique du boîtier en alliage d'aluminium est idéale et elle est plus adaptée à une alimentation à courant constant à commutation isolée. Pour les alimentations à courant constant à commutateur non isolé, il est nécessaire d'isoler les alimentations CA et CC, haute tension et basse tension grâce à la conception structurelle de la lampe afin de passer la certification CE ou UL.

Boîtier en aluminium recouvert de plastique

Il s'agit d'un boîtier à noyau en aluminium à coque en plastique thermoconducteur. Le plastique thermoconducteur et le dissipateur thermique en aluminium sont formés en même temps sur la machine de moulage par injection, et le dissipateur thermique en aluminium est utilisé comme pièce intégrée, qui doit être usinée à l'avance. La chaleur de la perle de la lampe LED est rapidement transférée au plastique thermoconducteur via le noyau de dissipation thermique en aluminium. Le plastique thermoconducteur utilise ses multiples ailes pour former une convection d'air afin de dissiper la chaleur et utilise sa surface pour rayonner une partie de la chaleur.

Le boîtier en aluminium plastifié utilise généralement les couleurs originales des plastiques thermoconducteurs, blanc et noir, et le boîtier en aluminium plastifié noir a un meilleur effet de dissipation thermique par rayonnement. Le plastique thermoconducteur est une sorte de matériau thermoplastique. La fluidité, la densité, la ténacité et la résistance du matériau sont faciles à mouler par injection. Il présente une bonne résistance aux cycles de froid et de choc thermique et d’excellentes propriétés isolantes. Le coefficient d'émissivité du plastique thermoconducteur est meilleur que celui des matériaux métalliques ordinaires.

La densité du plastique thermoconducteur est 40 % inférieure à celle de l'aluminium moulé sous pression et de la céramique. Le poids de l'aluminium recouvert de plastique peut être réduit de près d'un tiers pour une forme de boîtier identique. Par rapport au boîtier entièrement en aluminium, le coût de traitement est faible, le cycle de traitement est court et la température de traitement est basse ; Le produit fini n’est pas fragile ; la machine de moulage par injection fournie par le client peut réaliser la conception et la production de l'apparence différenciée de la lampe. Le boîtier en aluminium recouvert de plastique présente de bonnes performances d'isolation et respecte facilement les réglementations de sécurité.

Boîtier en plastique à haute conductivité thermique

Le boîtier en plastique à haute conductivité thermique s'est développé rapidement récemment. Le boîtier en plastique à haute conductivité thermique est un boîtier entièrement en plastique. Sa conductivité thermique est des dizaines de fois supérieure à celle du plastique ordinaire, atteignant 2-9w/mk. Il possède d’excellentes capacités de conduction thermique et de rayonnement thermique. ; Un nouveau type de matériau isolant et dissipant la chaleur qui peut être appliqué à diverses lampes de puissance et peut être largement utilisé dans diverses lampes LED de 1 W à 200 W.