Perbandingan Lima Jenis Heat Sink untuk Perlengkapan Lampu LED

Tantangan teknis terbesar yang dihadapi lampu LED saat ini adalah masalah pembuangan panas. Pembuangan panas yang buruk menyebabkan catu daya driver LED dan kapasitor elektrolit menjadi hambatan dalam pengembangan lampu LED lebih lanjut, serta menjadi penyebab penuaan dini sumber cahaya LED.

 

Saat ini, ketika sumber cahaya LED dinyalakan, sekitar 30% energi listrik diubah menjadi energi cahaya, sedangkan sisanya diubah menjadi energi termal. Oleh karena itu, menghilangkan sejumlah besar panas ini dengan cepat merupakan aspek teknis utama dari desain struktur perlengkapan LED. Energi termal perlu dihilangkan melalui konduksi panas, konveksi panas, dan radiasi panas. Hanya dengan menghilangkan panas dengan cepat, suhu rongga di dalam perlengkapan LED dapat dikurangi secara efektif, melindungi catu daya agar tidak beroperasi di lingkungan bersuhu tinggi yang berkelanjutan, dan mencegah sumber cahaya LED dari penuaan dini karena pengoperasian bersuhu tinggi dalam jangka panjang.

 

Mari ikuti ZP HEAT SINK untuk menjelajahi jalur pembuangan panas dari perlengkapan lampu LED:

Karena sumber cahaya LED tidak memiliki sinar inframerah atau ultraviolet, maka sumber cahaya tersebut tidak memiliki kemampuan pembuangan panas radiasi. Oleh karena itu, jalur pembuangan panas perlengkapan lampu LED hanya dapat mengandalkan heat sink yang dikombinasikan erat dengan papan manik lampu LED untuk membuang panas. Heat sink harus memiliki fungsi konduksi panas, konveksi panas, dan radiasi panas.

 

Setiap penyerap panas, selain menyalurkan panas dengan cepat dari sumber panas ke permukaan penyerap panas, terutama bergantung pada konveksi dan radiasi untuk menghilangkan panas ke udara. Konduksi panas hanya membahas jalur perpindahan, sedangkan konveksi panas merupakan fungsi utama penyerap panas. Kinerja pembuangan panas terutama ditentukan oleh area pembuangan panas, bentuk, dan kemampuan konveksi alami. Radiasi panas hanya memainkan peran tambahan.

 

Metode pembuangan panas yang umum meliputi penyerap panas aluminium cetak, penyerap panas aluminium ekstrusi, penyerap panas aluminium cap, penyerap panas komposit aluminium-plastik, serta penyerap panas plastik dengan konduktivitas termal tinggi.

 

Heat Sink Aluminium Die-Cast
Biaya produksi dapat dikontrol, tetapi sirip pendingin tidak dapat dibuat tipis, sehingga sulit untuk memaksimalkan area pembuangan panas. Material die-casting yang umum untuk heat sink lampu LED adalah ADC10 dan ADC12.

 

Heat Sink Aluminium Ekstrusi
Aluminium cair diekstrusi ke dalam bentuk melalui cetakan tetap, kemudian batangan dipotong ke dalam bentuk yang dibutuhkan oleh heat sink melalui pemesinan, yang menyebabkan biaya pasca-pemrosesan yang lebih tinggi. Sirip pendingin dapat dibuat sangat tipis dan banyak, sehingga memperluas area pembuangan panas secara signifikan. Sirip pendingin secara otomatis membentuk konveksi udara untuk membuang panas saat bekerja, sehingga menghasilkan pembuangan panas yang lebih baik. Material yang umum adalah AL6061 dan AL6063.

 

 

Heat Sink Aluminium yang Dicap
Dengan menggunakan mesin press dan cetakan, pelat baja atau paduan aluminium dicap dan ditarik untuk membentuk heat sink berbentuk cangkir. Bagian dalam dan luar heat sink yang dicap halus, tetapi area pembuangan panas terbatas karena tidak adanya sirip. Bahan paduan aluminium yang umum adalah 5052, 6061, dan 6063. Komponen yang dicap ringan dan memiliki pemanfaatan material yang tinggi, sehingga menjadikannya solusi berbiaya rendah.

 

 

Konduktivitas termal heat sink paduan aluminium relatif ideal, sehingga cocok untuk catu daya arus konstan switching terisolasi. Untuk catu daya arus konstan switching non-terisolasi, desain struktural lampu harus memastikan isolasi catu daya AC dan DC, tegangan tinggi dan tegangan rendah agar lulus sertifikasi CE atau UL.

 

Heat Sink Komposit Aluminium-Plastik
Ini adalah heat sink dengan cangkang plastik termal dan inti aluminium. Inti heat sink aluminium dan plastik termal dicetak dalam satu langkah pada mesin cetak injeksi, dengan inti heat sink aluminium diproses terlebih dahulu sebagai bagian yang tertanam. Panas dari manik-manik lampu LED dengan cepat disalurkan ke plastik termal melalui inti heat sink aluminium. Plastik termal membentuk konveksi udara dengan beberapa sayapnya untuk menghilangkan panas dan memancarkan sebagian panas dari permukaannya.

 

 

Kepadatan Plastik Termal Dibandingkan dengan Aluminium Die-Cast dan Keramik
Kepadatan plastik termal 40% lebih rendah daripada aluminium dan keramik die-cast. Untuk heat sink dengan bentuk yang sama, berat heat sink komposit aluminium-plastik dapat dikurangi hampir sepertiga. Dibandingkan dengan heat sink aluminium, biaya pemrosesan lebih rendah, siklus pemrosesan lebih pendek, dan suhu pemrosesan lebih rendah. Produk jadi tidak mudah pecah. Pelanggan dapat menggunakan mesin cetak injeksi mereka sendiri untuk memproduksi perlengkapan pencahayaan dengan desain yang berbeda. Heat sink komposit aluminium-plastik memiliki sifat insulasi yang baik dan mudah lulus standar keselamatan.

 

 

Heatsink Plastik Konduktivitas Termal Tinggi
Heat sink plastik dengan konduktivitas termal tinggi adalah heat sink plastik penuh dengan koefisien konduktivitas termal puluhan kali lebih tinggi dari plastik biasa, mencapai 2-9 W/m·K. Heat sink ini memiliki kemampuan konduksi panas dan radiasi panas yang sangat baik. Heat sink ini merupakan jenis baru bahan penyerap panas isolasi yang dapat diaplikasikan pada berbagai lampu daya, yang banyak digunakan pada lampu LED mulai dari 1W hingga 200W.

Plastik dengan konduktivitas termal tinggi memiliki tingkat tegangan tahan hingga AC 6000V, cocok untuk digunakan dengan catu daya arus konstan switching non-terisolasi dan catu daya arus konstan linier tegangan tinggi HVLED. Hal ini memudahkan perlengkapan pencahayaan LED tersebut untuk lulus uji keamanan yang ketat seperti CE, TUV, dan UL. HVLED beroperasi di bawah tegangan tinggi (VF=35-280VDC) dan arus rendah (IF=20-60mA), yang mengurangi panas yang dihasilkan oleh papan manik lampu HVLED. Heat sink plastik dengan konduktivitas termal tinggi dapat diproduksi menggunakan mesin cetak injeksi dan ekstrusi tradisional.

 

Di dalam heat sink plastik dengan konduktivitas termal tinggi, ion logam berukuran nano didistribusikan secara padat di antara molekul PLA, yang dapat bergerak cepat pada suhu tinggi, meningkatkan energi radiasi panas. Aktivitasnya lebih unggul daripada heat sink bahan logam. Heat sink plastik dengan konduktivitas termal tinggi tahan terhadap suhu tinggi, tidak retak atau berubah bentuk setelah lima jam pada suhu 150 derajat. Ketika digunakan dengan skema penggerak IC arus konstan linier tegangan tinggi, mereka tidak memerlukan kapasitor elektrolit dan induktor besar, secara signifikan meningkatkan masa pakai seluruh lampu LED. Skema catu daya non-terisolasi menawarkan efisiensi tinggi dan biaya rendah, membuatnya sangat cocok untuk aplikasi dalam tabung fluoresen dan lampu industri dan pertambangan berdaya tinggi.

 

Heat sink plastik dengan konduktivitas termal tinggi dapat dirancang dengan banyak sirip pendingin halus. Sirip pendingin dapat dibuat sangat tipis dan banyak, sehingga memperluas area pembuangan panas secara signifikan. Sirip pendingin secara otomatis membentuk konveksi udara untuk membuang panas saat bekerja, sehingga menghasilkan pembuangan panas yang baik. Panas dari manik-manik lampu LED langsung dihantarkan ke sirip pendingin melalui plastik dengan konduktivitas termal tinggi dan cepat dibuang melalui konveksi udara dan radiasi permukaan.

 

Kepadatan heat sink plastik dengan konduktivitas termal tinggi lebih ringan daripada aluminium. Kepadatan aluminium adalah 2700 kg/m³, sedangkan kepadatan plastik adalah 1420 kg/m³, kira-kira setengah dari aluminium. Oleh karena itu, untuk heat sink dengan bentuk yang sama, berat heat sink plastik hanya setengah dari aluminium. Selain itu, pemrosesannya sederhana, dengan siklus pencetakan dipersingkat hingga 20-50%, yang juga mengurangi biaya.

 

Hal di atas dibagikan oleh tim teknis ZP HEAT SINK. Silakan terus ikuti ZP HEAT SINK untuk konten yang lebih menarik.