室內(nèi)LED照明燈具的5類散熱器
文章來源:恒光電器
發(fā)布時(shí)間:2016-03-21
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目前LED照明燈具的最大技術(shù)難題就是散熱問題，散熱不暢導(dǎo)致LED驅(qū)動(dòng)電源,、電解電容器都成了LED照明燈具進(jìn)一步發(fā)展的短板,，LED光源早衰的緣由。在使用LVLED光源的燈具方案中,，由于LED光源工作在低電壓(VF=3.2V),、大電流(IF=300-700mA)的工作狀態(tài)，電工照明,，發(fā)熱很厲害,，傳統(tǒng)燈具的空間狹小，小面積的散熱器很難很快導(dǎo)出熱量,。盡管采用了多種散熱方案,， led商業(yè)照明，結(jié)果都不盡人意,，車間照明,，成為L(zhǎng)ED照明燈具一道無(wú)解的難題。尋找簡(jiǎn)單易用,、導(dǎo)熱性能好,，而低成本的散熱材料始終都在努力中。
目前LED光源在上電后,，大約30%電能轉(zhuǎn)化為光能,，其余的轉(zhuǎn)化成熱能因此要將這么多的熱能盡快導(dǎo)出是LED燈具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)，熱能需要通過熱傳導(dǎo),、熱對(duì)流,、熱輻射才能散發(fā),。只有盡快導(dǎo)出熱量才能有效降低LED燈具內(nèi)的腔體溫度,，才能保護(hù)電源不在持久的高溫環(huán)境下工作，才能避免LED光源因長(zhǎng)期高溫工作而發(fā)生早衰,。
LED照明燈具的散熱途徑
正因?yàn)長(zhǎng)ED光源自身沒有紅外線,、紫外線，因此LED光源自身沒有輻射散熱功能,，LED照明燈具的散熱途徑只能通過與LED燈珠板密切組合的散熱器來導(dǎo)出熱量,。散熱器必須具備熱傳導(dǎo),、熱對(duì)流、熱輻射的功能,。
任何散熱器,，CCC認(rèn)證，除了要能快速地把熱量從發(fā)熱源傳導(dǎo)到散熱器的表面,，最主要的還是要靠對(duì)流和輻射把熱量散發(fā)到空氣中去,。導(dǎo)熱只解決了傳熱的途徑，而熱對(duì)流是散熱器的主要功能,，企業(yè)資訊,，散熱性能主要由散熱面積、形狀,、自然對(duì)流強(qiáng)度的能力決定,，熱輻射只是輔助的作用。一般來說,，如果熱量從熱源到散熱器表面的距離小于5mm,，那么只要材料導(dǎo)熱系數(shù)大于5時(shí)，車間照明,，其熱量就可導(dǎo)出,，其余散熱就必須由熱對(duì)流來主導(dǎo)的了。
大多數(shù)的LED照明光源仍然使用低電壓(VF=3.2V),、大電流(IF=200-700mA)的LED燈珠,，由于工作時(shí)熱量高，必須使用導(dǎo)熱系數(shù)較高的鋁合金,。通常有壓鑄鋁散熱器,、擠壓鋁散熱器、沖壓鋁散熱器,。壓鑄鋁散熱器是一種壓力鑄造零件的技術(shù),，LED球泡燈，將液態(tài)鋅銅鋁合金澆注入壓鑄機(jī)的入料口,，經(jīng)壓鑄機(jī)壓鑄,，鑄造出事先設(shè)計(jì)模具限定的形狀散熱器。
壓鑄鋁散熱器
生產(chǎn)成本可控,，散熱翼無(wú)法做薄,，很難使散熱面積最大化。LED燈具散熱器常用壓鑄材料為ADC10和ADC12,。
擠壓鋁散熱器
是將液態(tài)鋁通過固定的模具擠壓成型,，然后將棒材通過機(jī)加工切割成需要的形狀的散熱器，照明資質(zhì),，后期加工成本較高,。擠壓鋁散熱器如圖3所示,。散熱翼可以做得很多很薄，散熱面積得到最大的擴(kuò)展,，散熱翼工作時(shí)自動(dòng)形成空氣對(duì)流擴(kuò)散熱量,，散熱效果較好。常用材料是AL6061和AL6063,。
沖壓鋁散熱器
是通過沖床和模具對(duì)鋼鐵,、鋁合金的板材沖壓、拉升,，使之成為杯筒型的散熱器,，沖壓成型的散熱器內(nèi)外周邊平滑，因無(wú)翼而散熱面積有限,。常用鋁合金材料是5052,、6061、6063,。沖壓件質(zhì)量很小,，材料利用率高，是一種低成本方案,。
鋁合金散熱器的導(dǎo)熱是比較理想的,，比較適用于隔離的開關(guān)恒流電源。對(duì)于非隔離開關(guān)恒流電源來說,，需要通過燈具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做好交流和直流,、高壓和低壓電源的隔離，才能通過CE或UL認(rèn)證,。
塑包鋁散熱器
是一種導(dǎo)熱塑料外殼鋁芯的散熱器,。導(dǎo)熱塑料與鋁散熱芯在注塑機(jī)上一次成型，鋁散熱芯做埋件,，需要預(yù)先進(jìn)行機(jī)械加工,。LED燈珠的熱量通過鋁散熱芯快速傳導(dǎo)給導(dǎo)熱塑料，導(dǎo)熱塑料利用它的多翼形成空氣對(duì)流散熱,，利用它的表面輻射部分熱量,。
塑包鋁散熱器一般利用導(dǎo)熱塑料本來的顏色白色和黑色，黑色塑料的塑包鋁散熱器的輻射散熱效果更好一點(diǎn),。導(dǎo)熱塑料一種熱塑性材料,， led質(zhì)量，材料的流動(dòng)性,、密度,、韌性、強(qiáng)度都易于注塑成型,，恒光電器,照亮您的生活,，具有很好的耐冷熱沖擊循環(huán)特性，絕緣性能優(yōu)良,。導(dǎo)熱塑料輻射系數(shù)優(yōu)于普通的金屬材料,。導(dǎo)熱塑料密度比壓鑄鋁和陶瓷小40%，同樣形狀的散熱器,，塑包鋁的重量可減少將近三分之一;與全鋁散熱器相比較加工成本低,，加工周期短，加工溫度低;成品不易碎;客戶自備注塑機(jī)可進(jìn)行燈具差異化外形設(shè)計(jì)生產(chǎn),。塑包鋁散熱器絕緣性能好,，容易通過安規(guī)。
高導(dǎo)熱塑料散熱器
高導(dǎo)熱塑料散熱器最近發(fā)展很快,，高導(dǎo)熱塑料散熱器一種全塑料的散熱器,，它的導(dǎo)熱系數(shù)比普通塑料高幾十倍，達(dá)2-9w/mk,，超市照明,，具有優(yōu)異的熱傳導(dǎo)、熱輻射能力;可應(yīng)用于各種功率燈具的新型絕緣散熱材料,，可廣泛應(yīng)用于1W～200W的各類LED燈具,。
高導(dǎo)熱塑料耐壓等級(jí)可達(dá)交流6000V，適合采用非隔離開關(guān)恒流電源,、HVLED的高壓線性恒流電源,。使這類LED照明燈具易于通過CE、TUV,、UL等嚴(yán)格安規(guī)檢測(cè),。HVLED采用高電壓(VF=35-280VDC)、小電流(IF=20-60mA)工作狀態(tài),，設(shè)計(jì),，HVLED燈珠板的發(fā)熱因此而降低。高導(dǎo)熱塑料散熱器采用傳統(tǒng)的注塑,、擠塑機(jī)均可,。一次成型，成品光潔度高,。大幅提升生效率,，造型設(shè)計(jì)靈活度高，可充分發(fā)揮設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)理念,。高導(dǎo)熱塑料散熱器采用PLA(玉米淀粉)聚合而成,，全降解、無(wú)殘留,、無(wú)化學(xué)污染,，生產(chǎn)過程無(wú)任何重金屬污染,，無(wú)污水，無(wú)廢氣,，符合全球環(huán)保要求,。
高導(dǎo)熱塑料散熱體內(nèi)部PLA分子間密布納米級(jí)金屬離子，在高溫下可快速運(yùn)動(dòng),，增加熱輻射能量,。其活力優(yōu)于金屬材料散熱體。高導(dǎo)熱塑料散熱器耐高溫,，150℃五小時(shí)不破裂,，不變形，配合高壓線性恒流IC驅(qū)動(dòng)方案應(yīng)用,，無(wú)需電解電容和大體積電感,，大幅提升LED整燈壽命，非隔離電源方案,，效率高,、成本低。特別適合日光燈管,、大功率工礦燈的應(yīng)用,。
高導(dǎo)熱塑料散熱器可以設(shè)計(jì)很多精密的散熱翼，散熱翼可以做得很多很薄,， led質(zhì)量,，散熱面積得到最大的擴(kuò)展，散熱翼工作時(shí)自動(dòng)形成空氣對(duì)流擴(kuò)散熱量,，散熱效果較好,。LED燈珠的熱量通過高導(dǎo)熱塑料直接到散熱翼，通過空氣對(duì)流和表面輻射快速散熱,。
高導(dǎo)熱塑料散熱器密度要比鋁輕,。鋁的密度是2700kg/m3，而塑料的密度為1420kg/m3,，LED-T5一體化燈管,，差不多為鋁的一半，所以同樣形狀的散熱器,，塑料散熱器的重量只有鋁的1/2,。而且加工簡(jiǎn)單，其成型周期可以縮短20-50%,，這也就降低了成本的動(dòng)力,。
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