La luce a striscia LED è un prodotto di illuminazione ampiamente utilizzato nell’illuminazione interna ed esterna, nella decorazione e in altre applicazioni. Rispetto alla tecnologia di illuminazione tradizionale, le strisce luminose a LED presentano i vantaggi dell’alta efficienza, del risparmio energetico e della lunga durata, per cui stanno diventando sempre più popolari. Quando si parla del calore generato dalle strisce LED, occorre considerare il principio di funzionamento delle strisce LED, il meccanismo di generazione del calore, i metodi di gestione termica e il confronto con altre tecnologie di illuminazione.
Principio di funzionamento e meccanismo di generazione del calore delle strisce luminose a LED
Il LED (Light Emitting Diode) è un dispositivo a semiconduttore che produce luce stimolando il salto di elettroni attraverso il flusso di corrente in un materiale semiconduttore.La striscia LED è costituita da una serie di chip LED incapsulati in circuiti flessibili, che vengono controllati per ottenere l’emissione di luce mediante il controllo della corrente.Il principio di funzionamento della lampada LED la rende più efficiente rispetto alle tecnologie tradizionali come le lampade a incandescenza e fluorescenti, e si discute molto sul meccanismo di generazione del calore e sul confronto con altre tecnologie di illuminazione. tecnologie di illuminazione.
Tuttavia, le strip LED generano comunque una certa quantità di calore durante il processo di lavoro. La generazione di calore deriva principalmente dai seguenti aspetti:
a. Il flusso di corrente attraverso il materiale semiconduttore genera calore
Quando la corrente scorre attraverso il materiale semiconduttore del chip LED, si genera una certa resistenza. Secondo la legge di Ohm, il calore generato dalla resistenza può essere espresso come potenza termica (P) pari al quadrato della corrente (I) moltiplicata per la resistenza (R), ossia P = I^2 * R. Questa parte di calore sarà generata all’interno del chip LED.
b. Radiazione termica e generazione di calore indotto termicamente
Il calore generato dal chip LED sarà trasferito in una certa misura ad altre parti della striscia LED e all’ambiente circostante tramite radiazione termica e conduzione termica. La radiazione termica è la radiazione elettromagnetica emessa da un oggetto a causa della sua temperatura, la cui intensità è proporzionale alla quarta potenza della temperatura. La conduzione termica, invece, si riferisce al trasferimento di calore attraverso la vibrazione molecolare all’interno di un oggetto.
Metodi di gestione termica per le strisce LED
A causa del calore generato dalla striscia LED durante il funzionamento, le prestazioni e la durata dei LED possono essere compromesse se la gestione termica non viene effettuata in modo efficace. Pertanto, la gestione termica è fondamentale per la progettazione e la produzione di strip LED. Di seguito sono riportati alcuni metodi di gestione termica comuni per le strisce LED:
a. Dissipatori di calore e adesivi termici
L’applicazione di dissipatori di calore o di adesivi termici ai chip LED e alle schede dei circuiti può aumentare l’efficienza di conduzione e irradiazione del calore e contribuire a dissipare rapidamente il calore nell’ambiente circostante.
b. Progettazione termica
Nella progettazione della striscia luminosa a LED si tiene conto della generazione e della distribuzione del calore e i chip LED, i circuiti e i componenti di dissipazione del calore sono disposti in modo ragionevole per garantire che il calore possa essere distribuito e distribuito in modo uniforme.
c. Materiale termico
L’utilizzo di materiali ad alta conducibilità termica come substrato della striscia LED può contribuire a migliorare l’efficienza della conduzione del calore. Ad esempio, il substrato di alluminio è un materiale comune per la dissipazione del calore e la sua eccellente conducibilità termica contribuisce a ridurre la temperatura di esercizio dei chip LED.
d. Ventole termiche
In alcune applicazioni LED ad alta potenza, è possibile aggiungere una ventola di raffreddamento per forzare la convezione e accelerare la dissipazione del calore.
Confronto termico tra striscia LED e tecnologia di illuminazione tradizionale
Rispetto alle tecnologie di illuminazione tradizionali, come quelle a incandescenza e fluorescenti, le strisce LED generano meno calore. Ciò è dovuto principalmente al fatto che le strisce LED convertono la maggior parte dell’energia elettrica in energia luminosa, mentre le tecnologie tradizionali come le lampade a incandescenza e fluorescenti convertono parte dell’energia elettrica in energia termica, con conseguente spreco di energia.
Inoltre, il calore generato dalle strisce LED è relativamente concentrato, soprattutto intorno ai chip LED. Al contrario, la generazione di calore nella tecnologia di illuminazione tradizionale è più dispersa, e le lampadine, i tubi e altre parti della lampada producono una certa quantità di calore.
Le strisce luminose a LED sono prodotti di illuminazione ad alta efficienza e a risparmio energetico, anche se nel processo di lavoro producono una certa quantità di calore, ma rispetto alla tecnologia di illuminazione tradizionale la loro generazione di calore è molto inferiore. Metodi ragionevoli di gestione termica possono contribuire a migliorare le prestazioni e la durata di vita delle strisce luminose a LED, garantendone un funzionamento stabile e affidabile. Quando si utilizzano le strisce LED, gli utenti possono anche scegliere misure di dissipazione del calore adeguate in base alla situazione specifica, per garantire che la temperatura di funzionamento dei LED rientri in un intervallo accettabile.
