怎樣才能解決大功率LED路燈的發熱難題

時間 2021-07-06 11:16:02

1樓:銘揚超聲波

經測試發光二極體可正常工作的環境溫度其結溫溫度應(<85℃)。高於此溫度範圍效率將大大降低,甚至於燒燬。可以看出溫度對其直接影響的重要性。

特別值得一提的是,對散熱材料的熱平衡速度要求重視度,造成光源的熱得不到有效的處理引起光衰減嚴重。現在許多生產廠家大功率led的熱沉散熱殼體應用基本採用不同的合金鋁材料,其導熱係數不一,一些材料的散熱速率難以滿足led工作條件。不可忽略的鋁基板及導熱矽膠,矽脂材料的導熱環節,使用材料的實際壽命質量,將直接影響led的工作散熱條件。

如何減少中間環節,直接與熱沉散熱近距離接觸將熱量快速達到平衡的有效散熱,是現今高質量的led燈具產品開發需考慮的方向。

先從材料分析: 金屬的熱傳導係數表:

銀 429銅 401金 317鋁 237鐵 80錫 67鉛 34.8

銀熱傳導係數比較好,但缺點就是**太高,純銅散熱效果則次之,但已經算是非常優秀的了。不過銅也有缺點:造價高、重量重、不耐腐蝕等。

所以現在大多數散熱片都是採用輕盈堅固的鋁材料製作的,其中鋁合金的熱傳導能力最好,好的風冷散熱器一般採用鋁合金製作。至於銅,目前市場上也出現了純銅的散熱器,銅的導熱效能比起鋁要快的多,但銅的散熱沒有鋁快,銅可以快速的把熱量帶走,但無法在短時間內把本身的熱量散去,另外銅的可氧化性是銅本身最大的弊病。當銅一旦出現氧化狀態,從導熱和散熱方面都會大大的下降。

從對比上看,最好的散熱材料也並不是鋁材。銅和鋁的對比中形成了一種新型的工藝——銅鋁結合。所謂的銅鋁結合就是把銅和鋁用一定的工藝完美的結合到一塊,讓銅快速的把熱量傳給鋁,再由大面積的鋁把熱量散去,這不但增充了鋁的導熱不及銅,還彌補了銅的散熱不如鋁,有機的結合從而達到急速傳熱快速散熱的效果。

多篇文章中都闡述了散熱是靠面積而不是看體積的大小,許多企業都瞭解了箇中道理,殼體採用多層翅片散熱,但對熱沉散熱殼體的翅片忽略了防塵和積塵,日積月累將會影響殼體的散熱效果。應從在自然

條件下規避積塵的最小化,不同方向的風和雨的自然沖刷可易性和清除灰塵的粘敷性。保證熱沉殼體的散熱效果不受惡劣環境的影響,散熱通道的暢通,做到真正的長壽命。

大家共同來**一個設計方式:散熱是靠面積的道理顯而易見,是否可以將散熱面做成柱狀或多面形錐體。

在增加散熱面保證散熱效果的基礎上,解決了不同方向的風和雨的自然沖刷可易性和清除灰塵的粘敷性的問題,保證了熱沉殼體的散熱效果不受惡劣環境的影響。

以現在的金屬加工技術來看,機械加工是不可能做出理想化的絕對的平整表面,即便是鏡面,也有很多細小的坑凹,只是肉眼不太容易發現,除了表面上存在坑凹外,還會有很多細小雜質,如灰塵什麼的。當散熱器表面和晶片表面接觸時,存在的很多溝壑或空隙中都是空氣。空氣的導熱能力很差,因此必須用其它物質來降低熱阻,否則散熱器的效能會大打折扣,甚至無法發揮作用。

作為解決辦法,導熱介質就應運而生了,它的作用就是填充兩個接觸表面之間大大小小的空隙,增大發熱源與散熱片的接觸面積。導熱矽脂是我們最常見的導熱介質。

導熱矽脂是用來填充鋁基板與散熱片之間的空隙的材料的一種,這種材料又稱之為熱介面材料。其作用是用來向散熱片傳導鋁基板散發出來的熱量,使鋁基板溫度保持在一個可以穩定工作的水平,防止鋁基板因為散熱不良而損毀,並延長使用壽命。

作為一種化學物質,導熱矽脂有著一些反映自身特性的相關效能引數。瞭解這些引數的含義,大致上可以判斷一款導熱矽脂產品的效能高低。 導熱係數(thermal conductivity)

導熱係數的單位為w/m?k(或w/m?℃),表示截面積為1平方米的柱體沿軸向1米距離的溫差為1開爾文(k=℃+273.

15)時的熱傳導功率。數值越大,表明該材料的熱傳遞速度越快,導熱效能越好。 目前主流導熱矽脂的導熱係數均大於1w/m?

k,優秀的可達到6w/m?k以上,是空氣的200倍以上。但是和銅鋁這些金屬材料相比,導熱矽脂的導熱係數只有它們的1/100左右,換而言之,在整個散熱系統中,

矽脂層其實是散熱瓶頸之所在。對於一個散熱系統而言,不僅是散熱器的事,導熱介質也是很重要的組成部分:

散熱系統的總熱阻 = 散熱器熱阻 + 導熱介質熱阻

導熱矽脂作為我們最常用的導熱介質,其重要性不言而喻了,要降低其熱阻,一方面取決於產品本身的效能, 另一方面取決於對產品的使用。因此我們要儘量選用那些導熱效能好熱阻低的導熱矽脂,並在使用上多加註意,在保證矽脂完全填充熱源和散熱器表面空隙前提下,塗抹方式矽脂層儘可能地薄。 值得大家注意的是普通導熱矽脂在高溫環境中使用一段時間後會出現「幹化」或「硬化」現象,將會大大影響散熱效果。

因此在鋁基板與熱沉之間的導熱環節需重視。

2樓:匿名使用者

led 的原理

led 的核心部分是由n 型半導體與p 型半導體組成的晶片,利用注入式發光原理製作而成。在n 型與p 型半導體之間,有一個p-n 結的過渡層,當注入的多數載流子和少數載流子複合時,多餘的能量會以光的形式在某些半導體材料中釋放出來,進而將電能轉換成光能。如果反向加電壓,那麼難以注入少數載流子,因此也就不會發光。

led 由週期表中的v 族元素與ⅲ族元素組成,是由化合物半導體材料組成,如:磷化鎵與砷化鎵是單色led 常用的材料。

目前,氮化鎵是製造白光led 的主要材料。對於gan 薄膜材料,目前還沒有體單晶gan 可以同質外延,主要是依靠有機金屬氣象沉澱法,在相關的異型支撐襯底上來生成。在沉底上依次鍍上n-a1gan、p-a1gan、n-gan 等材料,然後使用一系列工藝過程,如:

封裝、劃片,來完成製造。這種工藝目前發展成熟,但由於藍寶石是gan 基led 的主要襯底材料,所以能夠替代它的襯底材料目前還未發現。

大功率led 散熱的重要性

傳統管芯的功率比較小,需要散熱也不多,所以在散熱上,並沒有什麼嚴重問題,但大功率的led 就不同了,它的晶片功率密度非常大。目前,由於半導體制造技術的原因,有80% 以上的輸入功率轉化為了熱能,只有不到20% 轉化成了光能。晶片的熱量如果只是簡單的按比例將封裝尺寸放大,是無法散發出去的,且極有可能會導致焊錫融化,造成晶片失效,而加快熒光粉與晶片老化是必然會發生的情況,led 的色度在溫度上升時也會變差。

對led 來說散熱具有非常重大的意義,一般要求結溫在110° c 以下,這樣才能保證器件的使用壽命。

目前,大功率led 封裝需要考慮的首要問題就是如何改進不斷增大的晶片功率所帶來的散熱問題。目前,比較常用的改進led 散熱問題的方法有兩種,分別是:加快散發內部熱量,對led的散熱結構進行改進,使晶片的溫度可以有效降低;從根本上減少熱量的產生,提高晶片的發光效率,提高器件內量子效率。

最新的led 熱量控制技術

傳統的方法是採用散熱器進行散熱,水冷、熟管技術、風冷、微管道散熱等,是目前較為常用的散熱技術。

深圳鑫太光科技公司採用獨家技術——led智慧驅動模組,控制**電流,控制電流達到飽和光亮的電流不再上升,達到控制多餘熱量的要求,因此不需要散熱器也可以使大功率的led燈達到散熱要求,控制結溫,獲得更穩定的光效。

3樓:匿名使用者

可以考慮用液體冷卻的方法。led燈浸在無色透明的液體中,散熱會好,光通量會有一些損失。這是不可避免的,但是做得好,可以使損失最小。

4樓:酒鈞裘傲冬

led散熱行業內問題led照明由於其節電、環保、長壽命,而被公認為下一帶照明技術。但是,led有70%之多的電能轉化為熱能,必須散熱。雖然led發光技術已有飛躍發展,有每瓦發光達200lm的報道,但led散熱卻是led照明中非常頭痛的問題,成了led照明燈普及發展道路上的攔路虎。

阻礙led照明應用普及的最大問題是led燈**高,**高又是由於熱的問題所致。又由於熱的問題,使得當前led路燈發展在死亡的邊緣行走。深圳市鑫太光科技公司從源頭上解決了led路燈溫度上升的難題.

此項技術是根據控制電流完成的.主要組成部分:

ac-dc電源,led智慧驅動模組,燈芯燈芯部分反饋的電流在led智慧驅動模組中得到控制,不會影響ac-dc電源,因此,ac-dc電源不會產生過多熱量,設計生產中只要能穩定提供24v/2a或36v/3a的電流即可.施工方便:

電源和led智慧模組可以安裝在燈柱的底端,將燈芯做成可以直接安裝在普通路燈上.

沒有線損,保證一年照度不變.

因為電源和智慧模組安裝在燈柱底端,燈殼不需要防水等級也可以.使用led智慧驅動模組的led路燈:不需要有散熱片的燈殼

電源ac-dc:100元,led智慧驅動模組:

300元燈芯(光源模組):120顆1w

led晶片,每顆1元,即120元,再加基板,加工費

即利潤200元,則小計320元。(

因為不用擔心升溫,可以使用**相對低廉的led燈

芯).道路照明,時間長,範圍廣,被首選為led照明應用物件。但戶外道路,颳風下雨,冰天雪地,環境惡劣,也就是說,led照明首選了一個最難搞定的物件,使得當前大部分led路燈公司賠了不少銀子,感到眼前的希望渺茫。

鑫太光科技幫您解決這個難題

led路燈頭的優缺點是什麼?

5樓:紀天亦

led路燈的缺點

1.led路燈功率低,需要並聯使用,而得到大功率。

2.led路燈光衰。功率大的led路燈熱量不易散發,會使亮度有很明顯的下降。

3.led路燈光斑。在反射杯或透鏡與白光led本身製造工藝上形成誤差,容易造成「黃圈」問題。

4.led路燈顯色指數低。led路燈發出的光亮沒有傳統路燈發出的光亮真實。

目前,led路燈技術現在日漸成熟,在使用100lm/w以上的led路燈,成為城市路燈照明節能改造成為可能。現在大功率led路燈,正在成為一種趨勢,並逐漸佔據傳統路燈的市場。現在在城市中的路邊、工廠、學校、家庭中得到利用,成為一種時尚。

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