LED照明燈具散熱難題，五類散熱器對比分析

　　目前LED照明燈具的最大技術(shù)難題之一就是散熱問題，散熱差導(dǎo)致LED驅(qū)動電源、電解電容器都成了LED照明燈具進(jìn)一步發(fā)展的短板，LED光源早衰的緣由。

　　只有趕快導(dǎo)出熱量才可有用下降LED燈具內(nèi)的腔體溫度，才可維護(hù)電源不在耐久的高溫環(huán)境下作業(yè)，才能防止LED光源因長時間高溫作業(yè)而發(fā)生早衰。

　　正因?yàn)長ED光源本身沒有紅外線、紫外線，因此LED光源本身沒有輻射散熱功能，LED照明燈具的散熱途徑只能經(jīng)過與LED燈珠板密切組合的散熱器來導(dǎo)出熱量。散熱器有必要具有熱傳導(dǎo)、熱對流、熱輻射的作用。

　　任何散熱器，除了要能快速地把熱量從發(fā)熱源傳導(dǎo)到散熱器的外表，最主要的仍是要靠對流和輻射把熱量散發(fā)到空氣中去。導(dǎo)熱只處理了傳熱的途徑，而熱對流是散熱器的主要功能，散熱功能主要由散熱面積、形狀、自然對流強(qiáng)度的能力影響，熱輻射只是輔助的作用。一般來講，如果熱量從熱源到散熱器外表的間隔小于5毫米，那么只需材料導(dǎo)熱系數(shù)大于5時，其熱量就可導(dǎo)出，其他散熱就必須由熱對流來主導(dǎo)的了。

　　大多數(shù)的LED照明光源依然使用低電壓（VF＝3．2V）、大電流（IF＝200－700mA）的LED燈珠，因?yàn)楣ぷ鲿r熱量高，必須使用導(dǎo)熱系數(shù)較高的鋁合金。一般有壓鑄鋁散熱器、擠壓鋁散熱器、沖壓鋁散熱器。壓鑄鋁散熱器是一種壓力鑄造零件的技能，將液態(tài)鋅銅鋁合金澆注入壓鑄機(jī)的入料口，經(jīng)壓鑄機(jī)壓鑄，鑄造出事前規(guī)劃模具限定的形狀散熱器。

　　以下是五類散熱器的對比分析。

　　壓鑄鋁散熱器

　　生產(chǎn)成本可控，散熱翼無法做薄，很難使散熱面積最大化。LED燈具散熱器常用壓鑄材料為ADC10和ADC12。

　　擠壓鋁散熱器

　　是將液態(tài)鋁經(jīng)過固定的模具擠壓成型，然后將棒材經(jīng)過機(jī)加工切割成需求的形狀的散熱器，后期加工成本較高。擠壓鋁散熱器如圖3所示。散熱翼可以做得許多很薄，散熱面積得到最大的擴(kuò)展，散熱翼工作時自動構(gòu)成空氣對流擴(kuò)散熱量，散熱作用較好。常用材質(zhì)是AL6061和AL6063。

　　沖壓鋁散熱器

　　是經(jīng)過沖床和模具對鋼鐵、鋁合金的板材沖壓、拉升，使之成為杯筒型的散熱器，沖壓成型的散熱器表里周邊平滑，因無翼而散熱面積有限。常用鋁合金材質(zhì)是5052、6061、6063。沖壓件質(zhì)量很小，材料利用率高，是一種低成本方法。

　　鋁合金散熱器的導(dǎo)熱是比較滿意的，比較適用于阻隔的開關(guān)恒流電源。關(guān)于非阻隔開關(guān)恒流電源來說，需要經(jīng)過燈具的結(jié)構(gòu)設(shè)計做好交流和直流、高壓和低壓電源的阻隔，才能經(jīng)過CE或UL認(rèn)證。

　　塑包鋁散熱器

　　是一種導(dǎo)熱塑料外殼鋁芯的散熱器。導(dǎo)熱塑料與鋁散熱芯在注塑機(jī)上一次成型，鋁散熱芯做埋件，需預(yù)先進(jìn)行機(jī)械加工。LED燈珠的熱量經(jīng)過鋁散熱芯快速傳導(dǎo)給導(dǎo)熱塑料，導(dǎo)熱塑料利用它的多翼構(gòu)成空氣對流散熱，利用它的表面輻射部分熱量。

　　塑包鋁散熱器一般利用導(dǎo)熱塑料原本的色彩白色和黑色，黑色塑料的塑包鋁散熱器的輻射散熱作用更好一點(diǎn)。導(dǎo)熱塑料一種熱塑性材質(zhì)，材料的流動性、密度、耐性、強(qiáng)度都易于注塑成型，具有很好的耐冷熱沖擊循環(huán)特性，絕緣功能優(yōu)秀。導(dǎo)熱塑料輻射系數(shù)優(yōu)于普通的金屬材料。導(dǎo)熱塑料密度比壓鑄鋁和陶瓷小40％，相同形狀的散熱器，塑包鋁的分量可削減將近三分之一；與全鋁散熱器相比較加工成本低，加工周期短，加工溫度低；制品不易碎；客戶自備注塑機(jī)可進(jìn)行燈具差異化外形設(shè)計出產(chǎn)。塑包鋁散熱器絕緣功能好，容易通過安規(guī)。

　　高導(dǎo)熱塑料散熱器

　　高導(dǎo)熱塑料散熱器最近發(fā)展迅猛，高導(dǎo)熱塑料散熱器一種全塑料的散熱器，它的導(dǎo)熱系數(shù)比一般塑料高幾十倍，達(dá)2－9w／mk，具有良好的熱傳導(dǎo)、熱輻射作用；可使用于各種功率燈具的新型絕緣散熱材料，可廣泛使用于1W～200W的各類LED燈具。

　　高導(dǎo)熱塑料耐壓等級可達(dá)溝通6000V，合適選用非隔離開關(guān)恒流電源、HVLED的高壓線性恒流電源。使這類LED照明燈具易于通過CE、TUV、UL等嚴(yán)厲安規(guī)檢測。HVLED選用高電壓（VF＝35－280VDC）、小電流（IF＝20－60mA）作業(yè)狀況，HVLED燈珠板的發(fā)熱因此而降低。高導(dǎo)熱塑料散熱器選用傳統(tǒng)的注塑、擠塑機(jī)均可。一次成型，制品光潔度高。大幅提高生效率，造型規(guī)劃靈敏度高，可充分發(fā)揮規(guī)劃師的規(guī)劃理念。高導(dǎo)熱塑料散熱器選用PLA（玉米淀粉）聚合而成，全降解、無殘留、無化學(xué)污染，生產(chǎn)過程無任何重金屬污染，無污水，無廢氣，符合全球環(huán)保要求。

　　高導(dǎo)熱塑料散熱體內(nèi)部PLA分子間密布納米級金屬離子，在高溫下可快速運(yùn)動，添加熱輻射能量。其生機(jī)優(yōu)于金屬材質(zhì)散熱體。高導(dǎo)熱塑料散熱器耐高溫，150℃五小時不決裂，不變形，配合高壓線性恒流IC驅(qū)動方案使用，無需電解電容和大體積電感，大幅提高LED整燈壽命，非隔離電源計劃，效率高、低成本。特別合適日光燈管、大功率工礦燈的使用。

　　高導(dǎo)熱塑料散熱器能夠設(shè)計許多精密的散熱翼，散熱翼能夠做得多而薄，散熱面積得到最大的擴(kuò)展，散熱翼作業(yè)時自動構(gòu)成空氣對流分散熱量，散熱效果較好。LED燈珠的熱量通過高導(dǎo)熱塑料直接到散熱翼，通過空氣對流和表面輻射快速散熱。

　　高導(dǎo)熱塑料散熱器密度要比鋁輕。鋁的密度是2700kg／m3，而塑料的密度為1420kg／m3，差不多為鋁的一半，所以相同形狀的散熱器，塑料散熱器的分量只要鋁的1／2。并且加工容易，其成型周期能夠縮短20－50％，這也就降低了成本的好處。

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