室内LED照明灯具的3类散热器
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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。在使用LVLED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。 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。 LED照明灯具的散热途径： 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。 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，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。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。这可以从图1的导热系数和传导对流散热的关系曲线看出来。 铝合金散热器 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。 压铸铝散热器如图2所示，生产成本可控，散热翼无法做薄，很难使散热面积最大化。LED灯具散热器常用压铸材料为ADC10和ADC12。 挤压铝散热器是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。常用材料是AL6061和AL6063。 冲压铝散热器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。冲压铝散热器如图4所示。 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。 |
