大功率LED灯具散热技术
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目前大功率LED灯具在市场上，还是十分紧俏的。技术难题集中在散热：关系到寿命长短，光衰，所以有必要研究探讨一下。 首先针对LED产品的外在直接参数，展开讨论： 温差大，散热器表面温度高—好? 这么说法对不对? 对此不能一概而论，需要对具体情况做具体分析，才能确定这种说法对不不对? 散热有两种目的： (1)将热源的热量传递给环境，对环境加热时环境温度升高。比如供暖系统。 (2)将热源的热量传递出去，使热源的温度尽可能降低。大功率LED灯具的散热—本文章针对这个产品技术点，展开描述性地讨论。 对于供能系统，需要将周围环境加热到足够高德温度。LED大功率灯具产品的散热，与暖通散热的目的，正好有点反过来。可能读者不太会马上理解，等理解本文后，可能会理解前面这句话的原理。 LED大功率灯具散热的目的，不是保持散热器的温度为目标，也不是以加热环境温度为目的，而是以降低热源的温度为目的。因为有了散热，热源的温度才可能降低，散热器的温度，自然也不会高。良好的散热设计，热平衡后，热源与散热器的温差要小，散热器与周围的空气的温差也要小。 绝不能片面的看散热的有关公式中，散热量与温度或温度差成正比，以此为依据而提高散热器的温度。在热源功率一定时，要提高散热器的温度，就要减少散热器的尺寸或辐射能力。但是，散热器的温度提高，虽然使得散热器件与空气的温差大了，但是热源与散热器的温差却减小了，顾此失彼，实际上忽略了单位面积热量和散热的速度。这样的结果：散热器的温度升高了，热源的温度也相应地升高了。这不符合散热设计的初衷。 散热三个目标： 1， 热源，单位面积的传递热量。 2， 加快散热速度，单位时间热量传递。 3， 在符合前面两个条件，过高散热器与热源的温差，也是不可取，以成本为代价的，所以建议稿功率在适当的温度40-50度范围内，为可取的。 结合实际产品，来探讨散热的三个目标。 散热器与空气温差，不能笼统的讲，这要看情况来具体分析。如果散热器的翅片很薄，很高，热量难以传递到翅片顶端，顶端的温度就低。这样做就要设计光源散热中心与散热器，距离不能太远，尽可能接近。(图一，图二为例，只做参考，希望制作时参考热学原理，并结合实际制作经验，做样时留点余量，不断改进，这样能缩短产品走向市场时间)。 图一 优点：散热均匀速度快：符合第2条原理。 缺点：成本很高，，对于大功率90W以上，热量效果不佳。加工工艺过高，适合小中型功率泛光灯，投光灯。 图二 优点：大面积的散热，散热的热量多：符合第1条原理。 缺点：成本很高。对于大功率60W以上，热量效果不佳。灯壳的设计适合低于100W LED路灯要求。 第三种情况： 虽然看来散热器的远端与热源的温差实际很大，但热量并没有很好地传递到散热器的远端。这种大温差，小面积，长距离的热路径，实际热阻很大，单位时间内传导到远端的热量很少。 虽然加大散热面积(鳍片)，空气导热系数很小，通过铜导管，是长距离传统过程，铜带接触面积小，热量主要通过路灯的灯壳辐射出去(不建议路灯系统做空气对流，但适合用在户内代替高功率卤素灯上，在这里简单带过)。 缺点： 1， 面盖部分加了，空气对流，但是密封系统变差，也是不优秀的设计，实际上更多的热量集中在鳍片上，而没有散到空气中去，或辐射出去。 2， 裸露铜管，铝管时间寿命变短。 3， 价格很昂贵。 |
