目前LED净化灯具光源在通电后,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净化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洁净灯具内的腔体温度,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洁净灯具的散热途径:
正因为LED光源自身没有红外线、紫外线,因此LED净化灯具光源自身没有辐射散热功能,LED洁净灯具的散热途径只能通过与LED净化灯具的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。但是任何散热器,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。
第一种: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。生产成本可控,散热翼无法做薄,很难使散热面积最大化。
第二种:高导热塑料散热器
高导热塑料散热器最近发展很快,高导热塑料散热器一种全塑料的散热器,它的导热系数比普通塑料高几十倍,达2-9w/mk,具有优异的热传导、热辐射能力;可应用于各种功率净化灯具的新型绝缘散热材料,可广泛应用于1W~200W的各类LED灯具。
高导热塑料散热器可以设计很多精密的散热翼,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。LED净化灯具灯珠的热量通过高导热塑料直接到散热翼,通过空气对流和表面辐射快速散热。
高导热塑料散热器密度要比铝轻。铝的密度是2700kg/m3,而塑料的密度为1420kg/m3,差不多为铝的一半,所以同样形状的散热器,塑料散热器的重量只有铝的1/2。而且加工简单,其成型周期可以缩短20-50%,这也就降低了成本的动力。