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LED照明(míng)燈具5類散熱器對(duì)比分析

時(shí)間:2018-06-02 來(lái)源:銀力公司浏覽次數:106

導讀: 目前LED照明(míng)燈具的最大(dà)技術難題之一就是散熱問題,散熱不暢導緻LED驅動電源、電解電容器都成了(le)LED照明(míng)燈具進一步發展的短闆,LED光源早衰的緣由。 目前LED照明(míng)燈具的最大(dà)技術難題之一就是散熱問題,散熱不暢導緻LED驅動電源、電解電容器都成了(le)LED照明(míng)燈具進一步發展的短闆,LED光源早衰的緣由。 隻有盡快(kuài)導出熱量才能(néng)有效降低(dī)LED燈具内的腔體溫度,才能(néng)保護電源不在持久的高(gāo)溫環境下(xià)工(gōng)作(zuò),才能(néng)避免LED光源因長期高(gāo)溫工(gōng)作(zuò)而發生早衰。 正因爲LED光源自(zì)身沒有紅(hóng)外(wài)線、紫外(wài)線,因此LED光源自(zì)身沒有輻射散熱功能(néng),LED照明(míng)燈具的散熱途徑隻能(néng)通過與LED燈珠闆密切組合的散熱器來(lái)導出熱量。散熱器必須具備熱傳導、熱對(duì)流、熱輻射的功能(néng)。 任何散熱器,除了(le)要能(néng)快(kuài)速地把熱量從(cóng)發熱源傳導到(dào)散熱器的表面,最主要的還是要靠對(duì)流和(hé)輻射把熱量散發到(dào)空(kōng)氣中去。導熱隻解決了(le)傳熱的途徑,而熱對(duì)流是散熱器的主要功能(néng),散熱性能(néng)主要由散熱面積、形狀、自(zì)然對(duì)流強度的能(néng)力決定,熱輻射隻是輔助的作(zuò)用(yòng)。一般來(lái)說,如果熱量從(cóng)熱源到(dào)散熱器表面的距離小(xiǎo)于5mm,那麽隻要材料導熱系數大(dà)于5時(shí),其熱量就可導出,其餘散熱就必須由熱對(duì)流來(lái)主導的了(le)。 大(dà)多數的LED照明(míng)光源仍然使用(yòng)低(dī)電壓(VF=3.2V)、大(dà)電流(IF=200-700mA)的LED燈珠,由于工(gōng)作(zuò)時(shí)熱量高(gāo),必須使用(yòng)導熱系數較高(gāo)的鋁合金(jīn)。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,将液态鋅銅鋁合金(jīn)澆注入壓鑄機的入料口,經壓鑄機壓鑄,鑄造出事(shì)先設計(jì)模具限定的形狀散熱器。 以下(xià)是5類散熱器的對(duì)比分析。 壓鑄鋁散熱器 生産成本可控,散熱翼無法做薄,很(hěn)難使散熱面積最大(dà)化。LED燈具散熱器常用(yòng)壓鑄材料爲ADC10和(hé)ADC12。 擠壓鋁散熱器 是将液态鋁通過固定的模具擠壓成型,然後将棒材通過機加工(gōng)切割成需要的形狀的散熱器,後期加工(gōng)成本較高(gāo)。擠壓鋁散熱器如圖3所示。散熱翼可以做得很(hěn)多很(hěn)薄,散熱面積得到(dào)最大(dà)的擴展,散熱翼工(gōng)作(zuò)時(shí)自(zì)動形成空(kōng)氣對(duì)流擴散熱量,散熱效果較好(hǎo)。常用(yòng)材料是AL6061和(hé)AL6063。 沖壓鋁散熱器 是通過沖床和(hé)模具對(duì)鋼鐵(tiě)、鋁合金(jīn)的闆材沖壓、拉升,使之成爲杯筒型的散熱器,沖壓成型的散熱器内外(wài)周邊平滑,因無翼而散熱面積有限。常用(yòng)鋁合金(jīn)材料是5052、6061、6063。沖壓件質量很(hěn)小(xiǎo),材料利用(yòng)率高(gāo),是一種低(dī)成本方案。 鋁合金(jīn)散熱器的導熱是比較理(lǐ)想的,比較适用(yòng)于隔離的開(kāi)關恒流電源。對(duì)于非隔離開(kāi)關恒流電源來(lái)說,需要通過燈具的結構設計(jì)做好(hǎo)交流和(hé)直流、高(gāo)壓和(hé)低(dī)壓電源的隔離,才能(néng)通過CE或UL認證。 塑包鋁散熱器 是一種導熱塑料外(wài)殼鋁芯的散熱器。導熱塑料與鋁散熱芯在注塑機上(shàng)一次成型,鋁散熱芯做埋件,需要預先進行機械加工(gōng)。LED燈珠的熱量通過鋁散熱芯快(kuài)速傳導給導熱塑料,導熱塑料利用(yòng)它的多翼形成空(kōng)氣對(duì)流散熱,利用(yòng)它的表面輻射部分熱量。 塑包鋁散熱器一般利用(yòng)導熱塑料本來(lái)的顔色白(bái)色和(hé)黑色,黑色塑料的塑包鋁散熱器的輻射散熱效果更好(hǎo)一點。導熱塑料一種熱塑性材料,材料的流動性、密度、韌性、強度都易于注塑成型,具有很(hěn)好(hǎo)的耐冷熱沖擊循環特性,絕緣性能(néng)優良。導熱塑料輻射系數優于普通的金(jīn)屬材料。導熱塑料密度比壓鑄鋁和(hé)陶瓷小(xiǎo)40%,同樣形狀的散熱器,塑包鋁的重量可減少将近三分之一;與全鋁散熱器相比較加工(gōng)成本低(dī),加工(gōng)周期短,加工(gōng)溫度低(dī);成品不易碎;客戶自(zì)備注塑機可進行燈具差異化外(wài)形設計(jì)生産。塑包鋁散熱器絕緣性能(néng)好(hǎo),容易通過安規。 高(gāo)導熱塑料散熱器 高(gāo)導熱塑料散熱器最近發展很(hěn)快(kuài),高(gāo)導熱塑料散熱器一種全塑料的散熱器,它的導熱系數比普通塑料高(gāo)幾十倍,達2-9w/mk,具有優異的熱傳導、熱輻射能(néng)力;可應用(yòng)于各種功率燈具的新型絕緣散熱材料,可廣泛應用(yòng)于1W~200W的各類LED燈具。 高(gāo)導熱塑料耐壓等級可達交流6000V,适合采用(yòng)非隔離開(kāi)關恒流電源、HVLED的高(gāo)壓線性恒流電源。使這(zhè)類LED照明(míng)燈具易于通過CE、TUV、UL等嚴格安規檢測。HVLED采用(yòng)高(gāo)電壓(VF=35-280VDC)、小(xiǎo)電流(IF=20-60mA)工(gōng)作(zuò)狀态,HVLED燈珠闆的發熱因此而降低(dī)。高(gāo)導熱塑料散熱器采用(yòng)傳統的注塑、擠塑機均可。一次成型,成品光潔度高(gāo)。大(dà)幅提升生效率,造型設計(jì)靈活度高(gāo),可充分發揮設計(jì)師的設計(jì)理(lǐ)念。高(gāo)導熱塑料散熱器采用(yòng)PLA(玉米澱粉)聚合而成,全降解、無殘留、無化學污染,生産過程無任何重金(jīn)屬污染,無污水(shuǐ),無廢氣,符合全球環保要求。 高(gāo)導熱塑料散熱體内部PLA分子間密布納米級金(jīn)屬離子,在高(gāo)溫下(xià)可快(kuài)速運動,增加熱輻射能(néng)量。其活力優于金(jīn)屬材料散熱體。高(gāo)導熱塑料散熱器耐高(gāo)溫,150℃五小(xiǎo)時(shí)不破裂,不變形,配合高(gāo)壓線性恒流IC驅動方案應用(yòng),無需電解電容和(hé)大(dà)體積電感,大(dà)幅提升LED整燈壽命,非隔離電源方案,效率高(gāo)、成本低(dī)。特别适合日光燈管、大(dà)功率工(gōng)礦燈的應用(yòng)。 高(gāo)導熱塑料散熱器可以設計(jì)很(hěn)多精密的散熱翼,散熱翼可以做得很(hěn)多很(hěn)薄,散熱面積得到(dào)最大(dà)的擴展,散熱翼工(gōng)作(zuò)時(shí)自(zì)動形成空(kōng)氣對(duì)流擴散熱量,散熱效果較好(hǎo)。LED燈珠的熱量通過高(gāo)導熱塑料直接到(dào)散熱翼,通過空(kōng)氣對(duì)流和(hé)表面輻射快(kuài)速散熱。 高(gāo)導熱塑料散熱器密度要比鋁輕。鋁的密度是2700kg/m3,而塑料的密度爲1420kg/m3,差不多爲鋁的一半,所以同樣形狀的散熱器,塑料散熱器的重量隻有鋁的1/2。而且加工(gōng)簡單,其成型周期可以縮短20-50%,這(zhè)也(yě)就降低(dī)了(le)成本的動力。
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