Coneixement

Gestió tèrmica d'il·luminació de pal alt

Una idea errònia de la il·luminació LED és que pot durar molt de temps, com ara 10 anys o més. Tot i que el llarg cicle de vida és sens dubte un avantatge intrínsec, hi ha punts de fallada. La majoria dels mecanismes de degradació i fallada que regeixen el rendiment i la vida útil d'una lluminària LED són causats per una gestió tèrmica ineficient. Els LED converteixen només una petita part de l'energia elèctrica en llum i la resta es converteix en calor. Com a subproducte de l'operació, la calor es produeix com a resultat de la recombinació no radiativa a la unió LED i el canvi de Stokes a la capa de fòsfor. Amb un funcionament d'alta potència i densitat de corrent més alta, que és típic en una il·luminació alta del pal, es genera una quantitat substancial de calor. Si aquesta calor no es dissipa correctament, l'acumulació tèrmica dins del LED provoca una depreciació del lumen a causa de la degradació i l'extinció dels fòsfors, el trencament de la matriu, la fractura del fil d'enllaç, la fatiga de la junta de soldadura, la carbonització de l'encapsulant, etc.

La gestió tèrmica és una part crítica del disseny i l'enginyeria de lluminàries LED. L'equilibri tèrmic en un sistema LED es trenca per condicions que redueixen l'eficiència de la dissipació de calor. L'objectiu de la gestió tèrmica és construir un camí tèrmic al llarg del qual la resistència tèrmica dels components es minimitzi fins al nivell requerit, alhora que es maximitza l'àrea efectiva del camí tèrmic i es minimitza la longitud del camí tèrmic. La gestió tèrmica SSL consta de dues seccions: conducció tèrmica i convecció. La conducció tèrmica fa front a la maximització de la capacitat de conducció tèrmica del dissipador de calor, el material d'interfície tèrmica (TIM), la placa de circuit imprès de nucli metàl·lic (MCPCB) i les interconnexions entre els paquets LED i MCPCB. Aquesta part de la gestió tèrmica també inclou minimitzar la diferència de coeficient d'expansió tèrmica (CTE) entre els components al llarg del camí tèrmic. Això és extremadament important, ja que les lluminàries d'exterior poden patir cicles de temperatura repetits que poden comprometre la integritat del camí tèrmic.

L'eliminació de la calor residual per convecció tèrmica depèn del cabal de l'aire ambient i de la superfície al voltant de la qual circula l'aire. Com que hi ha una gran disponibilitat de flux d'aire al voltant de la lluminària en entorns exteriors, les lluminàries de pal alt utilitzen la convecció natural per dissipar la calor a l'aire. Com a regla general, el dissipador de calor està dissenyat amb una gran superfície i una geometria aerodinàmica per garantir una circulació eficaç de l'aire.

20200104231038_73385