Nouvelle solution pour la dissipation thermique des LED haute puissance

Comme chacun sait, l'un des avantages des LED réside dans leur rendement de conversion photoélectrique élevé, nettement supérieur à celui des sources lumineuses traditionnelles. Cependant, en raison des limitations technologiques actuelles, ce rendement n'atteint probablement que 15 à 20 %, ce qui signifie que 80 à 85 % de l'énergie électrique est encore convertie en chaleur. Par conséquent, la dissipation thermique constitue un défi majeur pour l'éclairage LED.

Chang Hui Lighting, fabricant de lampadaires solaires à LED, estime que le principal défi en matière de dissipation thermique des LED réside dans la gestion de la chaleur dégagée par les lampadaires de forte puissance et les éclairages à haute luminosité des stades. En raison de leur puissance élevée, la chaleur à dissiper est importante, et cette dissipation est d'autant plus difficile en extérieur, notamment par fortes chaleurs. Les projecteurs à haute luminosité des théâtres constituent également un défi.

Il existe de nombreuses solutions de dissipation thermique pour les LED, notamment les dissipateurs thermiques en aluminium, les coques en plastique thermoconducteur, les ventilateurs, les caloducs et les traitements de dissipation thermique par rayonnement de surface. Parmi celles-ci, les dissipateurs thermiques et les ventilateurs à grande vitesse sont actuellement les méthodes les plus courantes. Cependant, face à l'augmentation constante des exigences en matière de flux lumineux pour les applications d'éclairage, la densité de flux thermique des produits LED ne cesse de croître, de même que la quantité de chaleur à dissiper par unité de temps. Le principal défi actuel consiste donc à réduire cette augmentation de la densité de flux thermique.

Les technologies émergentes de pointe, telles que les ventilateurs piézoélectriques en céramique et les ventilateurs sans ventilateur, présentent de fortes capacités de dissipation thermique. Cependant, pour les applications dans les petits espaces, comme l'éclairage LED, compte tenu de la taille, de la consommation d'énergie, du coût, de la structure et de l'évolutivité, une prise en compte exhaustive de la productivité et d'autres aspects n'est pas applicable.

Les radiateurs passifs, du fait de leur capacité d'échange thermique limitée, ne peuvent évacuer que très peu de chaleur par unité de temps. De ce fait, les radiateurs utilisés pour refroidir les modules LED haute puissance sont volumineux et lourds. La dissipation thermique active (comme la solution de refroidissement SynJet) permet de pallier ces inconvénients. Grâce à son efficacité élevée, la convection forcée permet d'évacuer rapidement la chaleur, de réduire la température de la puce LED et, simultanément, de diminuer la taille et le poids du dissipateur thermique, répondant ainsi aux exigences de miniaturisation des systèmes d'éclairage.