1、LED灯具的现状
(1)LED发光芯片是一种固体冷光源,而冷光源是非常怕热的,目前市场上很多LED灯具产品,里热外不热,或者里外都热,长时间的工作后,造成LED快速衰减甚至失效。
(2)大多数LED灯具的散热器温度,控制在60℃~80℃,以为离结温125℃还远,实则不然,从发光芯片到散热器的数层组合,会导致热阻成倍提升!导致寿命缩短。
(3)每年夏天的高温天数可达30~45天,LED灯具环境温度可达50℃~60℃(因为灯安装在室内高处),结温的居高可使灯具快速失效。理论值的寿命没法保证。
2、对LED灯具现状的思考
LED灯具看似简单,但要做出高品质的LED灯具,则不容易。很多生产企业不知道结点温升,但在不了解、甚至还不能控制LED灯具发热散热的前提下,生产、销售LED灯具,那是害人害己。
(1)随着应用领域的扩大,LED灯具不再是小功率指示灯与10W以下灯具,作为LED灯具,还有70%的热要散去,所以散热尤为关键与重要。LED老化试验方法,明确规定了结点温升与温度、光衰的关系。在常温环境下工作的LED灯具,无论功率大小,都应该是里外都不热,所以购买LED灯具时,一定要让其点亮10~30分钟,观其色,温。一个高品质的LED灯具,其热平衡的时间应该在10分钟以内,且越快越好,证明该灯具的热阻小,里外温差不大,触其表面便可知道寿命长短。
(2)很多投入市场的大功率LED灯具,多数采用LED日光灯的制作工艺,或者是高电压低电流,再者是线性恒流无电解电容,没有一个谈及热阻与热平衡的。小功率芯片不发热吗?无数颗串联小电流不发热吗?线性恒流就长寿命吗?无电解电容解决了电源的寿命,但发热问题不解决,再好的办法也不会增加LED灯具的寿命!
3、新生代LED系列照明产品
针对LED灯具的现状, LED灯具看似简单,但要做出高品质的LED灯具,则不容易。很多生产企业不知道结点温升,但在不了解、甚至还不能控制LED灯具发热散热的前提下,生产、销售LED灯具,那是害人害己。新生代LED系列照明产品,真正实现了低结温长寿命。下面就产品热阻、产品架构两个方面进行分析说明。
(1)产品热阻分析
LED灯具由多个部件、通过不同工艺制作而成,部件包括光源、铝基板和散热器。LED灯具通常的做法为:光源+导热垫层+铝基板+导热垫层+散热器的组合:
①导热垫层(光源热阻省略):导热垫层通常使用导热胶,即导热硅脂,导热系数从0.8~5.0,系数越高导热性能越好,价格也越高。1公斤5.0的导热硅胶售价在500元以上。
②铝基板:1.6mm厚度的复合铝基板,热阻通常是8℃~12℃,如果光源电功率密度高,则热阻会成倍提升。为了减少热阻,所以产生了铜基板,但成本是铝基板的几倍,铜基板热阻小、导热快,但是很少有厂家使用。
③散热器:分导热与散热两个过程,导热是将铝基板及导热垫层传来的热量传导给散热部分,再靠散热部分的面积与空气对流,实现散热。导热部分越通畅,则散热交换越快,通常的设计是铝制散热器,为了导热与散热,将铝制散热器的重量与体积做得较大。如果能将导热部分设计成铜,散热部分设计成铝,铜有导热优势,能将体积缩小,铝有散热优势,在得到所需面积的同时,将重量减轻,这样合二为一,便成了先进的铜铝散热器,不但热阻小,且导热、散热好。
(2)产品架构分析
传统LED灯具的构成是:光源+导热垫层+铝基板+导热垫层+散热器,有五个热阻层,而LED灯具要将70%的热通过这五个热阻层与空气对流,散热就不那么容易,传统铝制散热器不但过大过重,且很难实现低结温。
新生代LED系列照明产品的研制成功,将大功率LED灯具照明从高烧期驶入低结温运行期,从而产生高效与长寿,该技术由无锡市晶联照明科技有限公司独家研制,且成功量产。
产品特点:铜导热、铝散热、二层架构、二重散热,低热阻、体积小,低成本、易生产。
架构原理:光源+导热垫层+散热器+強对流,光源热沉(铜)与散热器导热铜柱的连接处,用5.0系数的导热胶作导热垫层,其中宿减了二个热阻层,从而使导散热能力提升数倍;为了使热量与空气实现快速对流,增加了风扇,因此在自然对流的基础上增加了强制对流,从而使结温大大降低,不但体积小、重量轻,且低热阻,寿命长。
每个独立的小型散热器,可与导热铜柱组合,随意组装成各种大小的散热器,不需要重复开模,这种简化了的LED灯具,在外形上可配备极具美观效果的外壳,从而使传统外露的散热器不再裸露,使产品更合理、更安全。因为导热散热迅速,获取的光通量大大提高,同照度下的节电量大大提升。
4、结论
新生代LED系列照明产品,采用铜导热、铝散热、二层架构、二重散热,实现了LED灯具低热阻、体积小,低成本、易生产,不但品质高贵,而且质地环保,内慧外美和长寿命,使LED灯具在运行期获取的利益最大化,这才是LED灯具该有的品质!
能为节约造,是一种能力,普及源再生,是一种责任,是正道!