- 贝勒
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经测试发光二极管可正常工作的环境温度其结温温度应(<85℃)。高于此温度范围效率将大大降低,甚至于烧毁。可以看出温度对其直接影响的重要性。特别值得一提的是,对散热材料的热平衡速度要求重视度,造成光源的热得不到有效的处理引起光衰减严重。现在许多生产厂家大功率LED的热沉散热壳体应用基本采用不同的合金铝材料,其导热系数不一,一些材料的散热速率难以满足LED工作条件。不可忽略的铝基板及导热硅胶,硅脂材料的导热环节,使用材料的实际寿命质量,将直接影响LED的工作散热条件。如何减少中间环节,直接与热沉散热近距离接触将热量快速达到平衡的有效散热,是现今高质量的LED灯具产品开发需考虑的方向。
先从材料分析: 金属的热传导系数表:
银 429铜 401金 317铝 237铁 80锡 67铅 34.8
银热传导系数比较好,但缺点就是价格太高,纯铜散热效果则次之,但已经算是非常优秀的了。不过铜也有缺点:造价高、重量重、不耐腐蚀等。所以现在大多数散热片都是采用轻盈坚固的铝材料制作的,其中铝合金的热传导能力最好,好的风冷散热器一般采用铝合金制作。至于铜,目前市场上也出现了纯铜的散热器,铜的导热性能比起铝要快的多,但铜的散热没有铝快,铜可以快速的把热量带走,但无法在短时间内把本身的热量散去,另外铜的可氧化性是铜本身最大的弊病。当铜一旦出现氧化状态,从导热和散热方面都会大大的下降。
从对比上看,最好的散热材料也并不是铝材。铜和铝的对比中形成了一种新型的工艺——铜铝结合。所谓的铜铝结合就是把铜和铝用一定的工艺完美的结合到一块,让铜快速的把热量传给铝,再由大面积的铝把热量散去,这不但增充了铝的导热不及铜,还弥补了铜的散热不如铝,有机的结合从而达到急速传热快速散热的效果。
多篇文章中都阐述了散热是靠面积而不是看体积的大小,许多企业都了解了个中道理,壳体采用多层翅片散热,但对热沉散热壳体的翅片忽略了防尘和积尘,日积月累将会影响壳体的散热效果。应从在自然
条件下规避积尘的最小化,不同方向的风和雨的自然冲刷可易性和清除灰尘的粘敷性。保证热沉壳体的散热效果不受恶劣环境的影响,散热通道的畅通,做到真正的长寿命。
大家共同来探讨一个设计方式:散热是靠面积的道理显而易见,是否可以将散热面做成柱状或多面形锥体。
在增加散热面保证散热效果的基础上,解决了不同方向的风和雨的自然冲刷可易性和清除灰尘的粘敷性的问题,保证了热沉壳体的散热效果不受恶劣环境的影响。
以现在的金属加工技术来看,机械加工是不可能做出理想化的绝对的平整表面,即便是镜面,也有很多细小的坑凹,只是肉眼不太容易发现,除了表面上存在坑凹外,还会有很多细小杂质,如灰尘什么的。当散热器表面和芯片表面接触时,存在的很多沟壑或空隙中都是空气。空气的导热能力很差,因此必须用其它物质来降低热阻,否则散热器的性能会大打折扣,甚至无法发挥作用。
作为解决办法,导热介质就应运而生了,它的作用就是填充两个接触表面之间大大小小的空隙,增大发热源与散热片的接触面积。导热硅脂是我们最常见的导热介质。
导热硅脂是用来填充铝基板与散热片之间的空隙的材料的一种,这种材料又称之为热界面材料。其作用是用来向散热片传导铝基板散发出来的热量,使铝基板温度保持在一个可以稳定工作的水平,防止铝基板因为散热不良而损毁,并延长使用寿命。
作为一种化学物质,导热硅脂有着一些反映自身特性的相关性能参数。了解这些参数的含义,大致上可以判断一款导热硅脂产品的性能高低。 导热系数(Thermal Conductivity)
导热系数的单位为W/m?K(或W/m?℃),表示截面积为1平方米的柱体沿轴向1米距离的温差为1开尔文(K=℃+273.15)时的热传导功率。数值越大,表明该材料的热传递速度越快,导热性能越好。 目前主流导热硅脂的导热系数均大于1W/m?K,优秀的可达到6W/m?K以上,是空气的200倍以上。但是和铜铝这些金属材料相比,导热硅脂的导热系数只有它们的1/100左右,换而言之,在整个散热系统中,
硅脂层其实是散热瓶颈之所在。对于一个散热系统而言,不仅是散热器的事,导热介质也是很重要的组成部分:
散热系统的总热阻 = 散热器热阻 + 导热介质热阻
导热硅脂作为我们最常用的导热介质,其重要性不言而喻了,要降低其热阻,一方面取决于产品本身的性能, 另一方面取决于对产品的使用。因此我们要尽量选用那些导热性能好热阻低的导热硅脂,并在使用上多加注意,在保证硅脂完全填充热源和散热器表面空隙前提下,涂抹方式硅脂层尽可能地薄。 值得大家注意的是普通导热硅脂在高温环境中使用一段时间后会出现“干化”或“硬化”现象,将会大大影响散热效果。因此在铝基板与热沉之间的导热环节需重视。
- ardim
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大功率LED路灯的发热问题是一个常见的挑战,但可以通过以下几种方法来解决:
1. 散热设计:合理的散热设计是解决大功率LED路灯发热问题的关键。可以采用散热片、散热器、风扇等散热装置,将热量迅速散发出去,保持LED灯的温度在安全范围内。
2. 材料选择:选择散热性能好的材料,如铝合金等,可以提高散热效果。同时,还可以采用导热胶、导热硅脂等材料,提高散热效率。
3. 电源设计:合理的电源设计可以减少功率损耗,降低LED灯的发热量。采用高效率的电源,可以提高能量利用率,减少能量转化为热量的损耗。
4. 灯具结构设计:合理的灯具结构设计可以提高散热效果。例如,增加散热片的面积,增加散热器的数量等,都可以提高散热效率。
5. 温度控制:采用温度传感器和控制器,实时监测LED灯的温度,并根据温度变化调整灯具的亮度和工作状态,以保持LED灯的温度在安全范围内。
6. 环境优化:改善LED路灯的安装环境,提高周围的通风条件,可以增加散热效果。避免灯具与其他物体过于接近,以免影响散热效果。
7. 降低功率:如果发热问题无法完全解决,可以考虑降低LED灯的功率,减少发热量。通过合理的光学设计和灯具布局,可以在保证照明效果的前提下,降低功率。
总之,解决大功率LED路灯的发热难题需要综合考虑散热设计、材料选择、电源设计、灯具结构设计、温度控制、环境优化等多个方面的因素。只有通过科学合理的设计和优化,才能有效解决大功率LED路灯的发热问题,提高LED路灯的使用寿命和性能稳定性。
- 康康map
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LED散热行业内问题LED照明由于其节电、环保、长寿命,而被公认为下一带照明技术。但是,LED有70%之多的电能转化为热能,必须散热。虽然LED发光技术已有飞跃发展,有每瓦发光达200lm的报道,但LED散热却是LED照明中非常头痛的问题,成了LED照明灯普及发展道路上的拦路虎。阻碍LED照明应用普及的最大问题是LED灯价格高,价格高又是由于热的问题所致。又由于热的问题,使得当前LED路灯发展在死亡的边缘行走。深圳市鑫太光科技公司从源头上解决了LED路灯温度上升的难题.此项技术是根据控制电流完成的.主要组成部分:
AC-DC电源,LED智能驱动模块,灯芯灯芯部分反馈的电流在LED智能驱动模块中得到控制,不会影响AC-DC电源,因此,AC-DC电源不会产生过多热量,设计生产中只要能稳定提供24V/2A或36V/3A的电流即可.施工方便:
电源和LED智能模块可以安装在灯柱的底端,将灯芯做成可以直接安装在普通路灯上.
没有线损,保证一年照度不变.
因为电源和智能模块安装在灯柱底端,灯壳不需要防水等级也可以.使用LED智能驱动模块的LED路灯:不需要有散热片的灯壳
电源AC-DC:100元,LED智能驱动模块:
300元灯芯(光源模组):120颗1W
LED芯片,每颗1元,即120元,再加基板,加工费
即利润200元,则小计320元。(
因为不用担心升温,可以使用价格相对低廉的LED灯
芯).
道路照明,时间长,范围广,被首选为LED照明应用对象。但户外道路,刮风下雨,冰天雪地,环境恶劣,也就是说,LED照明首选了一个最难搞定的对象,使得当前大部分LED路灯公司赔了不少银子,感到眼前的希望渺茫。鑫太光科技帮您解决这个难题
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LED 的原理
LED 的核心部分是由n 型半导体与p 型半导体组成的晶片,利用注入式发光原理制作而成。在n 型与p 型半导体之间,有一个p-n 结的过渡层,当注入的多数载流子和少数载流子复合时,多余的能量会以光的形式在某些半导体材料中释放出来,进而将电能转换成光能。如果反向加电压,那么难以注入少数载流子,因此也就不会发光。
LED 由周期表中的V 族元素与Ⅲ族元素组成,是由化合物半导体材料组成,如:磷化镓与砷化镓是单色LED 常用的材料。
目前,氮化镓是制造白光LED 的主要材料。对于GaN 薄膜材料,目前还没有体单晶GaN 可以同质外延,主要是依靠有机金属气象沉淀法,在相关的异型支撑衬底上来生成。在沉底上依次镀上n-A1GaN、p-A1GaN、n-GaN 等材料,然后使用一系列工艺过程,如:
封装、划片,来完成制造。这种工艺目前发展成熟,但由于蓝宝石是GaN 基LED 的主要衬底材料,所以能够替代它的衬底材料目前还未发现。
大功率LED 散热的重要性
传统管芯的功率比较小,需要散热也不多,所以在散热上,并没有什么严重问题,但大功率的LED 就不同了,它的芯片功率密度非常大。目前,由于半导体制造技术的原因,有80% 以上的输入功率转化为了热能,只有不到20% 转化成了光能。芯片的热量如果只是简单的按比例将封装尺寸放大,是无法散发出去的,且极有可能会导致焊锡融化,造成芯片失效,而加快荧光粉与芯片老化是必然会发生的情况,LED 的色度在温度上升时也会变差。对LED 来说散热具有非常重大的意义,一般要求结温在110° C 以下,这样才能保证器件的使用寿命。
目前,大功率LED 封装需要考虑的首要问题就是如何改进不断增大的芯片功率所带来的散热问题。目前,比较常用的改进LED 散热问题的方法有两种,分别是:加快散发内部热量,对LED的散热结构进行改进,使芯片的温度可以有效降低;从根本上减少热量的产生,提高芯片的发光效率,提高器件内量子效率。
最新的LED 热量控制技术
传统的方法是采用散热器进行散热,水冷、熟管技术、风冷、微管道散热等,是目前较为常用的散热技术。
深圳鑫太光科技公司采用独家技术——LED智能驱动模块,控制供应电流,控制电流达到饱和光亮的电流不再上升,达到控制多余热量的要求,因此不需要散热器也可以使大功率的LED灯达到散热要求,控制结温,获得更稳定的光效。
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可以考虑用液体冷却的方法。LED灯浸在无色透明的液体中,散热会好,光通量会有一些损失。这是不可避免的,但是做得好,可以使损失最小。