Comparación de cinco tipos de disipadores de calor para accesorios de iluminación LED

Disipadores de calor paraIluminación LEDAfecta directamente el rendimiento y la vida útil de los productos de iluminación LED. Este artículo describe los principios y requisitos de la disipación de calor LED y compara sistemáticamente cinco tipos principales de disipadores de calor:-aluminio-fundido, aluminio extruido, aluminio estampado, plástico-aluminio encapsulado y plásticos de alta conductividad térmica-, lo que proporciona una guía práctica para el diseño y la selección de disipadores de calor.

 

1. Disipadores de calor de aluminio fundido-para iluminación LED

Los disipadores de calor de aluminio fundido-se fabrican inyectando aleación de aluminio ADC10 o ADC12 fundido en un molde y formando la estructura en un solo paso después del enfriamiento. Este proceso ofrece costos controlables y es muy-adecuado para la producción en masa.

 

Sus principales ventajas incluyen una estructura compacta y una alta resistencia mecánica, lo que las hace ideales para diseños de carcasas de luminarias integradas. Se utilizan comúnmente en accesorios para exteriores comoluces de la calley reflectores.

 

 

Sin embargo, debido a limitaciones del proceso, las aletas no pueden hacerse muy delgadas o densas, lo que restringe el área total de disipación de calor. Con una conductividad térmica de alrededor de 90-110 W/m·K, su rendimiento de disipación de calor es moderado. Por lo tanto, son más adecuados para luminarias LED de menos de 50 W con requisitos térmicos moderados, en lugar de aplicaciones de alta-potencia o alto-calor.

 

2. Disipadores de calor de aluminio extruido para iluminación LED

Los disipadores de calor de aluminio extruido se producen calentando palanquillas de aluminio AL6061 o AL6063 y forzándolas a través de un troquel para crear el perfil deseado, seguido de procesos de mecanizado como corte y acabado. Aunque los costos de pos-procesamiento son relativamente más altos, su rendimiento térmico es significativamente superior.

 

Su principal ventaja radica en la capacidad de crear numerosas aletas delgadas, maximizando la superficie de disipación de calor. Durante el funcionamiento se forma una convección de aire natural entre las aletas, lo que permite una transferencia de calor eficiente. Con una conductividad térmica que alcanza los 150-180 W/m·K, superan a los disipadores de calor de aluminio fundido-.

 

Estos disipadores de calor presentan una estructura y distribución de calor uniformes, lo que los hace ideales para aplicaciones LED de alta-potencia, como luces de gran altura, iluminación de estadios y reflectores de alta-potencia. Son especialmente adecuados para luminarias de más de 100 W que funcionan de forma continua, lo que reduce de manera efectiva la temperatura de la unión del LED y extiende la vida útil del producto.

 

 

3. Disipadores de calor de aluminio estampado para iluminación LED

Los disipadores de calor de aluminio estampado se forman perforando y estirando láminas de aluminio o acero en estructuras en forma de copa-utilizando prensas y moldes de estampado. Las superficies resultantes son lisas, pero la ausencia de aletas limita el área de disipación de calor disponible.

 

Los materiales comunes incluyen aleaciones de aluminio como 5052, 6061 y 6063. Estos disipadores de calor son livianos y con una alta utilización del material, lo que los convierte en una solución rentable-.

 

El aluminio ofrece una buena conductividad térmica, lo que hace que este tipo sea adecuado para fuentes de alimentación de corriente constante-aisladas. Para los controladores no-aislados, se requiere un diseño estructural de luminaria adecuado para garantizar el aislamiento eléctrico entre CA y CC, así como los circuitos de alto- y bajo-voltaje, para cumplir con los estándares de certificación como CE o UL.

 

Los disipadores de calor de aluminio estampado se utilizan habitualmente en iluminación de consumo y aplicaciones de bajo-consumo, como bombillas LED,downlights, focos y paneles de luces.

 

 

4. Disipadores de calor de aluminio encapsulado en plástico-para iluminación LED

Los disipadores de calor de aluminio encapsulados en plástico-son estructuras compuestas que constan de una carcasa de plástico térmicamente conductora y un núcleo de aluminio. El proceso implica mecanizar primero el núcleo de aluminio y luego sobremoldearlo con plástico térmicamente conductor mediante moldeo por inyección.

 

El calor generado por el LED se transfiere rápidamente a través del núcleo de aluminio, mientras que la estructura de plástico de múltiples-aletas mejora la convección del aire. Además, el material plástico contribuye a la disipación del calor mediante radiación térmica.

 

Normalmente disponibles en blanco y negro (el negro ofrece un mejor rendimiento radiativo), estos materiales combinan la facilidad de moldeo con un excelente aislamiento eléctrico. También proporcionan una mayor emisividad que los metales estándar y ofrecen buena resistencia al choque térmico.

 

En comparación con todos los-disipadores de calor de aluminio, este tipo puede reducir el peso en casi un-tercio, con costos de producción más bajos y ciclos de fabricación más cortos. El moldeo por inyección también permite un diseño más flexible. Con excelentes propiedades de aislamiento, pueden cumplir fácilmente los requisitos de certificación CE y UL, lo que los hace adecuados para luminarias LED de media-potencia con necesidades específicas de diseño y aislamiento, comoluz tri-pruebaen la siguiente imagen e iluminaciones industriales.

 

 

5. Disipadores de calor plásticos de alta conductividad térmica para iluminación LED

Los disipadores de calor de plástico de alta conductividad térmica son una categoría emergente que se ha desarrollado rápidamente en los últimos años. Con una conductividad térmica que oscila entre 2 y 9 W/m·K-docenas de veces mayor que la de los plásticos convencionales-ofrecen una conducción de calor y radiación efectivas.

 

Estos disipadores de calor se pueden producir en un solo paso mediante procesos de extrusión o moldeo por inyección estándar, lo que da como resultado acabados suaves, alta eficiencia de producción y opciones de diseño flexibles. Son adecuados para una amplia gama de aplicaciones LED desde 1W hasta 200W.

 

Generalmente elaborados con PLA (ácido poliláctico derivado del almidón de maíz), son totalmente biodegradables y respetuosos con el medio ambiente, y cumplen con los requisitos globales de sostenibilidad. También demuestran una gran estabilidad térmica, soportando temperaturas de hasta 150 grados durante cinco horas sin deformarse ni dañarse.

 

Conclusión

Cada tipo de disipador de calor-aluminio-fundido, aluminio extruido, aluminio estampado, plástico-aluminio encapsulado y plásticos de alta conductividad térmica-ofrece fortalezas únicas en control de costos, disipación de calor, flexibilidad estructural y adaptación a la aplicación.

 

En Yahualighting, aprovechamos estas ventajas para combinar la solución térmica adecuada para cada proyecto-optimizando el rendimiento, mejorando la confiabilidad y brindando mayor-valor a largo plazo para nuestros socios.