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? ? ? ?當(dāng)今LED照明燈具的最大技術(shù)難題就是散熱問(wèn)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)展的短板和LED光源早衰的緣由。在使用LVLED光源的燈具方案中,由于LED光源工作處在低電壓(VF=3.2V)、大電流(IF=300-700mA)的工作狀態(tài),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。因此,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。
LED光源通電后,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(guò)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,避免LED光源因長(zhǎng)期高溫工作而發(fā)生早衰。
最近,L ED封裝技術(shù)有了革命性的改變,將LVLED封裝成HVLED,在原來(lái)一個(gè)燈珠的單位里進(jìn)行多芯封裝的技術(shù)日趨成熟,使之封裝2顆、3顆、4顆、6顆、8顆LED管芯。多芯封裝的LED燈珠的VF電壓可達(dá)到9.6V--19.2V--25.6V,IF可以用20-60mA驅(qū)動(dòng)。高電壓、小電流的光源板的熱量比同功率的低電壓、大電流的光源板要小很多,因此有機(jī)會(huì)選用塑包鋁散熱器和高導(dǎo)塑料散熱器。
鋁合金散熱器
大多數(shù)的L E D 照明光源仍然使用低電壓( V F = 3 . 2 V ) 、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),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。壓鑄鋁散熱器如圖1所示,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(guò)固定的模具擠壓成型,然后將棒材通過(guò)機(jī)加工切割成需要的形狀的散熱器,后期加工成本較高。擠壓鋁散熱器如圖2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(guò)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;因無(wú)翼很難生成熱對(duì)流。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。沖壓鋁散熱器如圖3所示。
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(kāi)關(guān)恒流電源。對(duì)于非隔離開(kāi)關(guān)恒流電源來(lái)說(shuō),需要通過(guò)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(guò)CE或UL認(rèn)證。
塑料包鋁散熱器
? ? ? ?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(guò)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。