高效散热LED灯具整体结构设计

在宏观经济环境波谲云诡、通用照明市场发展不如预期、行业竞争日益激烈的情况下,国内部分LED企业经历了龙年的寒冬。不过,蛇年伊始,LED照明行业传来回暖信号,大多数企业反映开年形势好转,企业迎来久违的开门红。

“开年市场形势相比去年底好了很多,公司订单量大增,预计今年LED业务销售额将达到两亿元。”深圳市超频三科技有限公司(以下简称“超频三”)董事长杜建军对今年的市场前景深有信心,他表示,《半导体照明节能产业规划》的正式出台,市政工程项目开始启动,使得LED照明市场在新年伊始便一扫2012年的阴霾。

“两个亿的销售目标绝不是痴人说梦,我们在技术积累上有自己的优势。”杜建军表示,超频三拥有十多年CPU散热技术的积累,早在七年前便开始为台湾的LED路灯企业加工专业的散热器。“我们是站在了一个比较高的起点上。”

记者了解到,LED散热与CPU散热的原理是一样的,都是需要解决把芯片散发的热量导出、散出,都是解决以芯片为热源的散热问题,两者在设备和工艺上也都是相通的。

“超频三的LED散热技术是根植于传统的CPU散热,并在继承的基础上进行了改良和创新。”杜建军对此信心十足。

  注重多种散热方式搭配设计

一直以来,大功率LED灯具的散热问题是困扰着行业发展的一大障碍,由于散热不佳,LED长寿命的优势很难实现。

“大功率、高瓦数灯具的散热问题并不是完全没有解决办法,选择合适的工艺和技术,从封装到散热进行合理的设计,是可以将温度控制在一定范围内的。”杜建军表示,对于LED路灯来说,在设计散热器时要考虑到一些核心参数,比如金属的比热,金属的导热系数,芯片热阻、散热器热阻、周围环境空气热阻等。

而在散热方式的选择上,也要视具体灯具而定。

目前,散热方式主要有自然对流散热、风扇强风冷却、热管散热等。一般来说,添加风扇散热对于户外灯具来说并不适用:首先,户外环境复杂,风扇易损坏,不容易处理;再者,像路灯一类的户外灯具都属于高空作业,对于风扇的日常维护和更换工作具有难度和风险;最后,风扇散热,使得灯具的体积大小不好控制。因此,对于户外大功率灯具来说,普遍采用热管技术。热管技术在大功率散热方面可以发挥非常优秀的效果,具有质量轻且结构简单、传热迅速且无动件及毋须外加电源等优点。

“热管散热技术应用到大功率L E D照明方面优势特别明显。”杜建军表示,、300W、400W的应用到热管技术散热的效率非常高,超频三在热管技术上有发明专利。起初,热管专利都仅仅是应用到电脑CPU的散热,后经过改良、改进,超频三的专利技术也应用到大功率LED上面。

但同时杜建军也强调,在散热器的设计中并不是单单采用一种方式进行散热,为了达到更好的散热效果,会将几种散热方式进行合理的搭配设计。

在LED热密度极高的状况下,热管可以做到快速散热,但热管有温度范围限制、传热路径较短及受重力影响时具有方向性等缺点,无法将热源有效带至远处,即便热管能将热源迅速带离开,仍须搭配各种散热片增加与空气的接触面积,进而增加自然对流的能力。

而在室内灯具散热设计上,超频三的风扇 鳍片的设计方案也已经在轨道灯产品系列上达到较好的散热效果。这款风冷鳍片主动散热系统采用了高热传导率的1060铝材,结合超频三“扣FIN、压固”专利工艺制造,使散热鳍片更加贴合热源,比同体积传统铝挤产品重量更轻,散热面积更大。同时,系统添加了高效的双滚珠风扇,进一步提高了散热性能。