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Led燈具--六種散熱器比較
 
 
 

文章附圖

  目前LED照明燈具的最大技術難題之一就是散熱問題,散熱差導致LED驅動電源、電解電容器都成了LED照明燈具進一步發展的短板,LED光源早衰的緣由。

 

  只有趕快導出熱量才可有用下降LED燈具內的腔體溫度,才可維護電源不在耐久的高溫環境下作業,才能防止LED光源因長時間高溫作業而發生早衰。

 

  正因為LED光源本身沒有紅外線、紫外線,因此LED光源本身沒有輻射散熱功能,LED照明燈具的散熱途徑只能經過與LED燈珠板密切組合的散熱器來導出熱量。散熱器有必要具有熱傳導、熱對流、熱輻射的作用。

 

  任何散熱器,除了要能快速地把熱量從發熱源傳導到散熱器的外表,最主要的仍是要靠對流和輻射把熱量散發到空氣中去。導熱只處理了傳熱的途徑,而熱對流是散熱器的主要功能,散熱功能主要由散熱面積、形狀、自然對流強度的能力影響,熱輻射只是輔助的作用。一般來講,如果熱量從熱源到散熱器外表的間隔小於5毫米,那麼只需材料導熱係數大於5時,其熱量就可導出,其他散熱就必須由熱對流來主導的了。

 

  大多數的LED照明光源依然使用低電壓(VF32V)、大電流(IF200700mA)的LED燈珠,因為工作時熱量高,必須使用導熱係數較高的鋁合金。一般有壓鑄鋁散熱器、擠壓鋁散熱器、衝壓鋁散熱器。壓鑄鋁散熱器是一種壓力鑄造零件的技能,將液態鋅銅鋁合金澆注入壓鑄機的入料口,經壓鑄機壓鑄,鑄造出事前規劃模具限定的形狀散熱器。

 

  以下是六類散熱器的對比分析。

  冷鍛鋁散熱器

 

                                                                   

 

導熱效果最好,價格最貴,冷鍛工藝必須使用1070鋁,導熱係數236W/(m・K)

 

  壓鑄鋁散熱器

 

壓鑄鋁散熱器

 

  生產成本可控,散熱翼無法做薄,很難使散熱面積最大化。LED燈具散熱器常用壓鑄材料為ADC10ADC12

 

  擠壓鋁散熱器

 

擠壓鋁散熱器

 

  是將液態鋁經過固定的模具擠壓成型,然後將棒材經過機加工切割成需求的形狀的散熱器,後期加工成本較高。擠壓鋁散熱器如圖3所示。散熱翼可以做得許多很薄,散熱面積得到最大的擴展,散熱翼工作時自動構成空氣對流擴散熱量,散熱作用較好。常用材質是AL6061AL6063

 

  衝壓鋁散熱器

 

衝壓鋁散熱器

 

  是經過沖床和模具對鋼鐵、鋁合金的板材衝壓、拉升,使之成為杯筒型的散熱器,衝壓成型的散熱器表裡周邊平滑,因無翼而散熱面積有限。常用鋁合金材質是505260616063。衝壓件質量很小,材料利用率高,是一種低成本方法。

 

  鋁合金散熱器的導熱是比較滿意的,比較適用於阻隔的開關恆流電源。關於非阻隔開關恆流電源來說,需要經過燈具的結構設計做好交流和直流、高壓和低壓電源的阻隔,才能經過CEUL認證。

 

  塑包鋁散熱器

 

塑包鋁散熱器

 

  是一種導熱塑料外殼鋁芯的散熱器。導熱塑料與鋁散熱芯在注塑機上一次成型,鋁散熱芯做埋件,需預先進行機械加工。LED燈珠的熱量經過鋁散熱芯快速傳導給導熱塑料,導熱塑料利用它的多翼構成空氣對流散熱,利用它的表面輻射部分熱量。

 

  塑包鋁散熱器一般利用導熱塑料原本的色彩白色和黑色,黑色塑料的塑包鋁散熱器的輻射散熱作用更好一點。導熱塑料一種熱塑性材質,材料的流動性、密度、耐性、強度都易於注塑成型,具有很好的耐冷熱衝擊循環特性,絕緣功能優秀。導熱塑料輻射係數優於普通的金屬材料。導熱塑料密度比壓鑄鋁和陶瓷小40%,相同形狀的散熱器,塑包鋁的分量可削減將近三分之一;與全鋁散熱器相比較加工成本低,加工周期短,加工溫度低;製品不易碎;客戶自備註塑機可進行燈具差異化外形設計出產。塑包鋁散熱器絕緣功能好,容易通過安規。

 

  高導熱塑料散熱器

 

高導熱塑料散熱器

 

  高導熱塑料散熱器最近發展迅猛,高導熱塑料散熱器一種全塑料的散熱器,它的導熱係數比一般塑料高几十倍,達29wmk,具有良好的熱傳導、熱輻射作用;可使用於各種功率燈具的新型絕緣散熱材料,可廣泛使用於1W200W的各類LED燈具。

 

  高導熱塑料耐壓等級可達溝通6000V,合適選用非隔離開關恆流電源、HVLED的高壓線性恆流電源。使這類LED照明燈具易於通過CETUVUL等嚴厲安規檢測。HVLED選用高電壓(VF35280VDC)、小電流(IF2060mA)作業狀況,HVLED燈珠板的發熱因此而降低。高導熱塑料散熱器選用傳統的注塑、擠塑機均可。一次成型,製品光潔度高。大幅提高生效率,造型規劃靈敏度高,可充分發揮規劃師的規劃理念。高導熱塑料散熱器選用PLA(玉米澱粉)聚合而成,全降解、無殘留、無化學污染,生產過程無任何重金屬污染,無污水,無廢氣,符合全球環保要求。

 

  高導熱塑料散熱體內部PLA分子間密布納米級金屬離子,在高溫下可快速運動,添加熱輻射能量。其生機優於金屬材質散熱體。高導熱塑料散熱器耐高溫,150℃五小時不決裂,不變形,配合高壓線性恆流IC驅動方案使用,無需電解電容和大體積電感,大幅提高LED整燈壽命,非隔離電源計劃,效率高、低成本。特別合適日光燈管、大功率工礦燈的使用。

 

  高導熱塑料散熱器能夠設計許多精密的散熱翼,散熱翼能夠做得多而薄,散熱面積得到最大的擴展,散熱翼作業時自動構成空氣對流分散熱量,散熱效果較好。LED燈珠的熱量通過高導熱塑料直接到散熱翼,通過空氣對流和表面輻射快速散熱。

 

  高導熱塑料散熱器密度要比鋁輕。鋁的密度是2700kgm3,而塑料的密度為1420kgm3,差不多為鋁的一半,所以相同形狀的散熱器,塑料散熱器的分量只要鋁的12。並且加工容易,其成型周期能夠縮短2050%,這也就降低了成本的好處。

     

 

 

 

 
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