Comprendre les dissipateurs thermiques LED : pourquoi ils sont essentiels

Si vous travaillez avec des circuits imprimés LED, vous avez sûrement croisé le terme « dissipateur thermique » (heat sink). Cet élément est indispensable : il évacue la chaleur générée par la source LED vers l'environnement, garantissant performance et longévité.

Qu'est-ce qu'un dissipateur thermique LED ?

Dans un luminaire LED, le dissipateur est la pièce maîtresse du chemin thermique. Échangeur de chaleur, il absorbe l'énergie thermique du module LED et la disperse dans l'air ambiant, maintenant la jonction à une température sûre.

Pourquoi les LED ont-elles besoin d'un dissipateur ?

Bien que la surface d'une LED reste tiède, sa jonction interne génère beaucoup de chaleur : les semi-conducteurs convertissent seulement 5 à 40 % de l'électricité en lumière, le reste (60–95 %) devient de la chaleur. Sans évacuation, la température de jonction grimpe, dégradant le flux lumineux, la couleur et la durée de vie.

Le dissipateur transfère cette chaleur par trois modes :

• Rayonnement : transfert entre deux corps à températures différentes.
• Convection : transfert du solide vers un fluide en mouvement (air).
• Conduction : transfert entre solides en contact.

Une bonne gestion thermique assure un fonctionnement stable et durable.

Matériaux des dissipateurs

L'aluminium (alliages) domine pour trois raisons : bonne conductivité thermique, résistance à la corrosion, coût modéré. Le cuivre, plus conducteur, s'utilise quand la performance thermique prime sur le coût.

MCPCB : comment il aide le dissipateur

Les LED nues sont de mauvais conducteurs thermiques. Les monter sur une base aluminium (MCPCB — Metal Core PCB) fait office de diffuseur de chaleur, améliorant drastiquement la conductivité thermique entre la puce et le dissipateur.

Calculateur de dissipateur LED

La résistance thermique du dissipateur (θs) se calcule par :

θs = (Tj - Ta) - θjc - θb
      ---------------------
            Pd

Où :
θjc = résistance thermique du module COB (datasheet)
θb = résistance d'interface boîtier-dissipateur
Tj = température de jonction max (datasheet, < 90 % de la valeur max)
Ta = température ambiante (ex. 50–55 °C en plafonnier, 30 °C en spot ouvert)
Pd = puissance dissipée par le module (~80 % de la puissance électrique)

Le résultat guide le choix du dissipateur adapté.

Boîtier de dissipateur LED

Le boîtier accueille la LED, percé centralement pour les fils. Il existe en multiples tailles et designs, permettant l'assemblage de différents composants.

Comment monter un dissipateur LED ?

1. Amincir les plots sur le dissipateur aluminium.
2. Utiliser une soudure fine.
3. Aligner les contacts, souder individuellement.
4. Vérifier la polarité au multimètre.

FAQ

Comment dimensionner un dissipateur pour une puce COB 30 W ?

Appliquer la formule ci-dessus avec les valeurs du datasheet.

Combien de dissipateurs faut-il ?

Dépend de la taille du projet et de la puissance totale à évacuer.

Y a-t-il une alternative au dissipateur ?

La pâte dentifrice peut dépanner très temporairement, mais n'est pas une solution durable.

La chaleur est-elle mauvaise pour les LED ?

Oui : le rendement chute quand la température monte. Maintenir un environnement frais est crucial.

Conclusion

Le dissipateur est la clé de la fiabilité LED. Utilisez le calculateur pour bien le dimensionner. Des questions ? Contactez-nous.