音频应用

 找回密码
 快速注册

QQ登录

只需一步,快速开始

搜索
查看: 422|回复: 0

[LED] 室内LED照明灯具的5类散热器对比

[复制链接]

14

帖子

1

听众

284

积分

音频应用新手发布

Rank: 1

积分
284
发表于 2019-5-5 21:48:28 | 显示全部楼层 |阅读模式
室内LED照明灯具的5类散热器对比4 e6 w* Z& d( ^+ P- m) g' R
  s2 O" a& v/ a
$ k- {4 {* k& c6 |
  目前LED照明灯具的技术难题就是散热问题,散热不畅导致LED驱动电源、电解电容器都成了LED照明灯具进一步发展的短板,LED光源早衰的缘由。
  U) Y( w9 N1 H! a4 @5 j* f; N5 q7 e
) j6 q  E2 H, j: c: S   2e698ce3b63d48b7baaaca87b00fa75a.jpg
, R1 v% p, _  ?4 z
0 b6 f0 @! ]/ Q* z' N2 H
" d4 a# S2 @2 |' M2 e1 w0 ?( f: T  在使用LV LED光源的灯具方案中,由于LED光源工作在低电压(VF=3.2V)、大电流(IF=300~700mA)的工作状态,发热很厉害,传统灯具的空间狭小,小面积的散热器很难很快导出热量。尽管采用了多种散热方案,结果都不尽人意,成为LED照明灯具一道无解的难题。寻找简单易用、导热性能好,而低成本的散热材料始终都在努力中。" r  F$ m6 J+ k

' w: b9 f/ x7 E  目前LED光源在上电后,大约30%电能转化为光能,其余的转化成热能。因此,要将这么多的热能尽快导出是LED灯具结构设计的关键技术,热能需要通过热传导、热对流、热辐射才能散发。只有尽快导出热量才能有效降低LED灯具内的腔体温度,才能保护电源不在持久的高温环境下工作,才能避免LED光源因长期高温工作而发生早衰。
; m/ O& B1 I$ u: }2 |$ P9 l( B! K9 I+ ]& _: N
  
( F( \" x& n# z) {3 C( k0 }; C0 @1 o' g* K; L8 f2 I% N; c) f
fb80f25065eb459f906ddbfc91c814ac.jpg 6 c  J7 P" e. K# E8 R$ x
  LED照明灯具的散热途径. }2 C3 ~: C# Q/ _0 h

( J; J+ O" f2 V! z- g  正因为LED光源自身没有红外线、紫外线,因此LED光源自身没有辐射散热功能,LED照明灯具的散热途径只能通过与LED灯珠板密切组合的散热器来导出热量。散热器必须具备热传导、热对流、热辐射的功能。
* r) ^/ u' T) r( Y, c
1 V% y. L5 ~# ~3 `  m  任何散热器,除了要能快速地把热量从发热源传导到散热器的表面,主要的还是要靠对流和辐射把热量散发到空气中去。导热只解决了传热的途径,而热对流是散热器的主要功能,散热性能主要由散热面积、形状、自然对流强度的能力决定,热辐射只是辅助的作用。
1 k  z) y9 B( k. z
$ g; W, g$ q+ o- v$ V  一般来说,如果热量从热源到散热器表面的距离小于5mm,那么只要材料导热系数大于5时,其热量就可导出,其余散热就必须由热对流来主导的了。6 V" N( u, b( [  E* n
# y. ]$ U' a" D2 ^) f
   1cd261d4beb94b75a27f59f312b63864.jpg
! U. H4 W- u1 e+ _: `: C. v, L/ C. N/ U% B* H7 X/ l; J
7 Q$ t! C, z% i4 O
  大多数的LED照明光源仍然使用低电压(VF=3.2V)、大电流(IF=200~700mA)的LED灯珠,由于工作时热量高,必须使用导热系数较高的铝合金。通常有压铸铝散热器、挤压铝散热器、冲压铝散热器。压铸铝散热器是一种压力铸造零件的技术,将液态锌铜铝合金浇注入压铸机的入料口,经压铸机压铸,铸造出事先设计模具限定的形状散热器。
' |. J4 n* m3 Y; W- l8 Q! s: z- N
- x( f. y0 h- e# h  压铸铝散热器# l% F  p- }1 g
/ M" T1 C. ]2 C; e" j
  生产成本可控,散热翼无法做薄,很难使散热面积大化。LED灯具散热器常用压铸材料为ADC10和ADC12。0 ~7 X+ H1 q9 P. J: f2 s' O4 m# ?

- [" b8 a1 u' V$ x  挤压铝散热器. V9 V$ \  ~3 K" G; E: H6 a
) [3 w: S2 P1 v* [- O( T
  将液态铝通过固定的模具挤压成型,然后将棒材通过机加工切割成需要的形状的散热器,后期加工成本较高。挤压铝散热器如图3所示。散热翼可以做得很多很薄,散热面积得到*的扩展,散热翼工作时自动形成空气对流扩散热量,散热效果较好。常用材料是AL6061和AL6063。
7 q/ y; J' d2 C* u+ u2 X* \, k" l- Y* e( ^* z$ V( I8 R
   bfacab1e6b6f45f3b98a7f4eb0da7f20.jpg $ \7 M7 v# E1 h* t* z# c
4 O; W4 i6 `2 o8 w. v+ y
/ c  w6 Y- w+ f" n8 j
  冲压铝散热器
) W( K" d) x9 v. S5 N1 {. H! O$ x5 x. V( {- Y9 v8 H
  是通过冲床和模具对钢铁、铝合金的板材冲压、拉升,使之成为杯筒型的散热器,冲压成型的散热器内外周边平滑,因无翼而散热面积有限。常用铝合金材料是5052、6061、6063。冲压件质量很小,材料利用率高,是一种低成本方案。* c4 T1 l0 q0 Q: k0 H
2 K' P5 d9 Z$ Y, H; h
  铝合金散热器的导热是比较理想的,比较适用于隔离的开关恒流电源。对于非隔离开关恒流电源来说,需要通过灯具的结构设计做好交流和直流、高压和低压电源的隔离,才能通过CE或UL认证。* D* w6 A; L4 m2 m; V2 _

2 c* f. D: D9 q. B! T/ s, g7 W  f  塑包铝散热器# s. d, r( L- o7 Y1 w) E

$ {9 r& L, U  V  是一种导热塑料外壳铝芯的散热器。导热塑料与铝散热芯在注塑机上一次成型,铝散热芯做埋件,需要预先进行机械加工。LED灯珠的热量通过铝散热芯快速传导给导热塑料,导热塑料利用它的多翼形成空气对流散热,利用它的表面辐射部分热量。
' C5 o% R% ]/ {: d5 z5 a9 B, P1 u- e# N  X( e% Z. N
  塑包铝散热器一般利用导热塑料本来的颜色白色和黑色,黑色塑料的塑包铝散热器的辐射散热效果更好一点。导热塑料一种热塑性材料,材料的流动性、密度、韧性、强度都易于注塑成型,具有很好的耐冷热冲击循环特性,绝缘性能优良。导热塑料辐射系数优于普通的金属材料。; K' K4 ?' r- e4 J
# F5 f; r7 J% `2 D: [$ ~5 V
  
/ g& t1 H& |- ~6 Z! x 4f675b23766a4c9f84dce1ecf2db73e6.jpg
% C$ I2 \6 w. K8 W- s
; S, G6 {+ U. y& Q3 A9 F  导热塑料密度比压铸铝和陶瓷小40%,同样形状的散热器,塑包铝的重量可减少将近三分之一;与全铝散热器相比较加工成本低,加工周期短,加工温度低;成品不易碎;客户自备注塑机可进行灯具差异化外形设计生产。塑包铝散热器绝缘性能好,容易通过安规。
7 X# x1 w9 Z9 X% t7 Y2 P/ M4 A5 ]: }/ ?8 ^5 J
  高导热塑料散热器
7 b( ~8 o) J+ G8 @; n8 U# T# B+ @; G5 X% p6 J( H1 o7 b( }
  高导热塑料散热器*近发展很快,高导热塑料散热器一种全塑料的散热器,它的导热系数比普通塑料高几十倍,达2-9w/mk,具有优异的热传导、热辐射能力;可应用于各种功率灯具的新型绝缘散热材料,可广泛应用于1W~200W的各类LED灯具。
7 t4 o( n9 _+ Z6 T1 B9 p! N. w; [2 [( G1 i/ G2 E
  高导热塑料耐压等级可达交流6000V,适合采用非隔离开关恒流电源、HVLED的高压线性恒流电源。使这类LED照明灯具易于通过CE、TUV、UL等严格安规检测。HVLED采用高电压(VF=35-280VDC)、小电流(IF=20-60mA)工作状态,HVLED灯珠板的发热因此而降低。高导热塑料散热器采用传统的注塑、挤塑机均可。
5 _9 G. D4 r1 z0 V( T  v$ D! U& l1 K4 r. q0 }( B
  一次成型,成品光洁度高。大幅提升生效率,造型设计灵活度高,可充分发挥设计师的设计理念。高导热塑料散热器采用PLA(玉米淀粉)聚合而成,全降解、无残留、无化学污染,生产过程无任何重金属污染,无污水,无废气,符合全球环保要求。
$ @2 s; V% F2 ~- |
& x( W% f/ g% H7 S' V0 V/ t  高导热塑料散热体内部PLA分子间密布纳米级金属离子,在高温下可快速运动,增加热辐射能量。其活力优于金属材料散热体。高导热塑料散热器耐高温,150℃五小时不破裂,不变形,配合高压线性恒流IC驱动方案应用,无需电解电容和大体积电感,大幅提升LED整灯寿命,非隔离电源方案,效率高、成本低。特别适合日光灯管、大功率工矿灯的应用。' X" o# _' x# Z$ H7 C

* m3 v4 I0 |- |$ W8 [9 X7 p# Q* w   9d51e18de7424ddd9fa7cda763ed5b95.jpg 6 H6 {+ p' g( X4 g6 ~2 W2 S( T/ ]
4 k3 v) |$ O2 [* w! y( z: n# y
8 c, j! k7 V- H( M2 U2 J4 V
  高导热塑料散热器可以设计很多精密的散热翼,散热翼可以做得很多很薄,散热面积得到*的扩展,散热翼工作时自动形成空气对流扩散热量,散热效果较好。LED灯珠的热量通过高导热塑料直接到散热翼,通过空气对流和表面辐射快速散热。1 D  Z! C9 J; U8 s' G0 [9 b
1 Z2 f# k: [: z/ j9 ~# g2 O! \7 i
  高导热塑料散热器密度要比铝轻。铝的密度是2700kg/m3,而塑料的密度为1420kg/m3,差不多为铝的一半,所以同样形状的散热器,塑料散热器的重量只有铝的1/2。而且加工简单,其成型周期可以缩短20-50%,这也就降低了成本的动力。
, J( ^) c, _- u/ y" H3 r0 h' ?1 y
音频应用 Audio app
高级模式 自动排版
您需要登录后才可以回帖 登录 | 快速注册

本版积分规则

QQ|小黑屋|手机版|Archiver|音频应用 ( 鄂ICP备16002437号-6)

Powered by Audio app

快速回复 返回顶部 返回列表