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“最大技术难题”?LED照明的散热问题

LED是个光电器件,其工作过程中只有25%~40%的电能转换成光能,其余的电能几乎都转换成热能,使LED的温度升高。目前LED照明灯具的最大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。

LED产生的热量对产品的影响:

  • 发光效率——温度上升,光效降低;
  • 波长——温度上升,波长向长波长漂移(红移);
  • 相关色温(CCT)——温度上升,白光的相关色温升高,其它颜色的相关色温降低;
  • 正向电压——温度上升,正向电压降低;
  • 反向电流——温度上升,反向电流增大;
  • 热应力——温度上升,热应力增大;
  • 器件的使用寿命——温度上升,器件的使用寿命减短;
  • 如果LED封装有荧光粉、环氧树脂等,温度的上升还将导致这些材料发生劣化。

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。

热能需要通过热传导、热对流、热辐射才能散发。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。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。

灯饰LED散热方法

LED照明采用的散热器必须具备热传导、热对流、热辐射的功能。除了要能快速地把热量从发热源传导到散热器的表面,最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。

铝合金散热器

大多数的LED照明光源仍然使用低电压、大电流的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。

 

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。

塑料包铝散热器

塑包铝散热器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。塑包铝散热器绝缘性能好,容易通过安规。

高导热塑料散热器

高导热塑料散热器最近发展很快,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。

优点:

  • 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;
  • 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。
  • 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;
  • 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,特别适合日光灯管、大功率工矿灯的应用;
  • 可以设计很多精密的散热翼,散热翼可以做得很多很薄,散热面积得到最大的扩展,散热翼工作时自动形成空气对流扩散热量,散热效果较好;
  • 高导热塑料散热器密度要比铝轻,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;
  • 加工简单,其成型周期可以缩短20-50%,这也就降低了成本;
Lucy Zang 还没写个人简介...
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