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LED大功率路灯使用什么样的散热器?

晨怡热管 晨怡热管研究所 椴木杉 2008-12-21 23:15:15

大功率LED路灯 顾名思义是功率大于30瓦以上,采用新型LED半导体光源的路灯,LED路灯的寿命是普通的7倍。由于寿命长,按每天点亮11—12个小时计算,LED路灯在12年里无需更换,由于采用了固态有机材料,与目前的玻璃灯泡相比,LED路灯体积更小,适用范围更广、更不容易损坏。路灯的使用时间不在受限于灯泡。

往往有很多人把主要的目光都放在了LED的流明数上,而对LED灯具的散热则的关注较少。实际上,LED的流明数正在迅速的增加。2006年量产LED的单瓦流明数已经达到50流明,而且这一数值还在快速地增长。与之对应的传热学理论体系已经成熟,我们可以使用的传热手段也基本明确:传导、对流、辐射和相变传热(例如热管)。因此,在传热或者说散热问题上,我们可以采取的措施是可见的、有限的。

根据光通量(流明)与辐射通量(瓦)以下的当量关系:其中,Km = 683 lm/w, 是光通量的比例尺, 是辐通量的比例尺。也就是说1W的辐通量在最理想的情况下(黑体辐射)可能产生683lm光通量。所以,即使LED的光效达到200lm/w,也不能将全部能量转化为光能输出,而其余的都转化为热能。从长远看LED灯具的散热问题将是一个长期存在的问题。

目前LED路灯的散热方式主要有:自然对流散热、加装风扇强制散热、热管和回路热管散热等。加装风扇强制散热方式系统复杂、可靠性低,热管和回路热管散热方式成本高。而路灯具有户外夜间使用、散热面位於侧上面以及体型受限制较小等有利於空气自然对流散热的优点,所以LED路灯建议尽可能选择自然对流散热方式。

散热设计中可能存在的问题有:
1.散热翅片面积随意设定。
2.散热翅片布置方式不合理,灯具散热翅片的布置没有考虑到灯具的使用方式,影响到翅片效果的发挥。
3.强调热传导环节、忽视对流散热环节,尽管众多的厂家考虑了各种各样的措施:热管、回路热管、加导热硅脂等等,却没有认识到热量最终还是要依靠灯具的外表面积散走。
4.忽视传热的均衡性,如果翅片的温度分布严重不均匀,将会导致其中一部分的翅片(温度较低的部分)没有发挥作用或作用很有限。

现在LED路灯散热技术,一般使用多为导热板方式,是一片5mm厚的铜板,实际上算是均温板,把热源均温掉;也有加装散热片来散热,但是重量太大。重量在路灯系统上十分重要,因为路灯高有9米,若太重危险性就增加,尤其遇到台风、地震都可能产生意外。也许,未来LED广泛进入路灯领域后,可能形成模组化散热会更好地解决LED路灯散热难的状况。

我公司生产的DH32-220多功能热管散热器,配合自然对流散热,完美的解决了器件密闭与对流散热的矛盾整个散热部分重量仅为0.515KG,其工艺图纸如下:

该散热器热管内部结构采用铜粉烧结模式,超导工作液体采用晨怡热管工作液A型,有效的解决了冬季防冻问题,使之更加适合户外长时间工作,使用寿命超过十年之久。

我们针对单只热管进行测试,方式以及测试的热管功率曲线如下图所示:

单只热管测试方式图

单只热管功率曲线图

从图中我们可以看出,在适合LED最佳工作温度范围内,单只热管已经达到30W的传输功率,温度随着温度曲线的升高,热管的传热功率不断加大,在热端温度达到60℃时,其单只热管的传热功率已经超过50W的功率值,因此,本四热管散热器的保守传热功率为30W×4=120W的保守功率。

常规的LED路灯设计见下图:

采用我们的热管散热器后,建议安装方式如下建议图:

其中散热部分和器件部分为两个单独腔体,热量由大功率LED背板传热给热管,热管迅速将热量传导到热管散热片,经过自然对流,散热片将热量传导到空中,完成了热量的传递,避免在LED芯片上产生热积累。

为使热管散热器发挥最大效率,建议安装时采用倾角,一般以不低于12度为好,示意如下:

我们推荐的DH32-220多功能热管散热器产品照片如下:

目前公司可提供样品

型号:DH32-220 多功能四热管散热器 

样品价格     128元/套

散热片参数:片厚:0.5mm       片距:3mm

重量:0.515KG/套

其配套附件如下:

选配件:

四热管铝合金底座样品价格     22元/套

重量:0.610KG/套

重量:0.005KG

重量:0.050KG

重量:0.045KG

成品散热器图

 

本文电子书格式下载:

http://china-heatpipe.net/down/2008/12/2008-12-22-0002.pdf

责任编辑: banye 参与评论
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