産業用照明器具、特に回路と LED が密閉されたハウジングに収容されている UFO スタイルのハイ ベイの場合、パフォーマンスと信頼性を向上させながら、このようなオプトエレクトロニクス デバイスの動作温度を下げるには、効率的な熱設計が重要です。 熱設計は通常、ヒートシンクに焦点を当てています。これは、ハイベイ設計に関しては、通常、統合された照明器具ハウジングです。 ヒートシンクは、各 LED のジャンクションとドライバー ハウジングから熱を逃がすように設計されています。 ヒートシンクは通常、金属などの熱伝導材料を含み、ヒートシンクの表面を大きくして周囲空気とのより大きな対流熱交換を提供するフィンまたはチャネルを含む。 ハウジングは、ハウジング内に鋳造されたビルトイン熱通気チャンバを含むことができる。 ハイベイハウジングの熱伝導率は、材料の組成と環境条件によって決まります。 熱伝導による廃熱の除去も、システム要素の形状で構造化されています。 ヒートシンクは、銅、アルミニウム、または金属合金を含むがこれらに限定されない、熱伝導率の高い材料から構築できます。 銅の熱伝導率は 400 W/mK 以上にもなりますが。 アルミニウムは、熱伝導率が比較的高く、製造が容易なため、ヒートシンクに最も適した金属です。 熱放散と耐腐食性を向上させるために、アルミニウム ハウジングの内側と外側の両方の表面にアクリル パウダー コート仕上げを施すことができます。
アルミニウム製ヒートシンクは、さまざまなコストと性能を備えたさまざまなプロセスで製造できます。 打ち抜かれたヒートシンクは、最も低コストの熱ソリューションですが、押し出しヒートシンクやダイカスト ヒートシンクよりも効率が低くなります。 押出プロセスは、複雑なフィン プロファイルを製造するのに有利であり、表面積の増加により熱放散が大きくなります。 鍛造ヒートシンクはアルミニウムの純度が非常に高いため、熱伝導率が非常に高く、通常、押し出しおよびダイカスト製ヒートシンクよりも 20% 高くなります。 高純度アルミニウムは、室温で約 210 W/mK の熱伝導率を持つことができます。 押し出しおよびダイカスト製造では、処理を容易にするために元素を合金化することがよくありますが、これらの不純物は熱特性に悪影響を及ぼします。 押し出しまたはダイカスト アルミニウム ヒートシンクの熱伝導率は、およそ 160-200 W/mK です。 多くの場合、システム設計ではコスト/パフォーマンス比が重要な考慮事項となるため、鍛造ヒートシンクは他のタイプのヒートシンクよりも使用頻度が低くなります。 さらに、ダイカスト製ハイ ベイ ライト ハウジングはワンピース構造を提供し、機械加工や組み立てなどの二次操作を排除し、フィン、チャンバー、専用の通気口や開口部、または最大の熱放散のための特定の形状など、多くの機能を備えた成形が可能です。 最新の UFO ハイ ベイ フィクスチャは、美的考慮とより優れた熱管理のために、合理化されたフォーム ファクターで設計されることが増えています。 たとえば、適切に設計された照明器具のハウジングは、長期的にはほこりの蓄積を避けることができ、システムの熱伝導率が低下することはありません。
より優れた熱管理により、ハイ ベイ照明器具の高出力 LED をより高い電流レベルで駆動できるようになり、通常は高い周囲温度に関連する寿命と光出力への悪影響を軽減できます。 設計者には、ヒート パイプ ベースのアセンブリなど、他の受動的な熱管理テクノロジを使用して高出力 LED を低温に保つ方法がいくつかあります。 ヒート パイプ システムは、作動流体の蒸発と凝縮による 2 段階の熱伝達を利用します。 LED から熱を放射するために、ファンなどのアクティブ冷却デバイスを利用する他の熱管理戦略が開発されています。 ファンによって生成される強制対流は、周囲への熱伝達を増加させる可能性があります。
