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LED大功率路燈使用什么樣的散熱器?

晨怡熱管 晨怡熱管研究所 椴木杉 2008/12/21 23:15:15

大功率LED路燈 顧名思義是功率大于30瓦以上,采用新型LED半導體光源的路燈,LED路燈的壽命是普通的7倍。由于壽命長,按每天點亮11—12個小時計算,LED路燈在12年里無需更換,由于采用了固態有機材料,與目前的玻璃燈泡相比,LED路燈體積更小,適用范圍更廣、更不容易損壞。路燈的使用時間不在受限于燈泡。

往往有很多人把主要的目光都放在了LED的流明數上,而對LED燈具的散熱則的關注較少。實際上,LED的流明數正在迅速的增加。2006年量產LED的單瓦流明數已經達到50流明,而且這一數值還在快速地增長。與之對應的傳熱學理論體系已經成熟,我們可以使用的傳熱手段也基本明確:傳導、對流、輻射和相變傳熱(例如熱管)。因此,在傳熱或者說散熱問題上,我們可以采取的措施是可見的、有限的。

根據光通量(流明)與輻射通量(瓦)以下的當量關系:其中,Km = 683 lm/w, 是光通量的比例尺, 是輻通量的比例尺。也就是說1W的輻通量在最理想的情況下(黑體輻射)可能產生683lm光通量。所以,即使LED的光效達到200lm/w,也不能將全部能量轉化為光能輸出,而其余的都轉化為熱能。從長遠看LED燈具的散熱問題將是一個長期存在的問題。

目前LED路燈的散熱方式主要有:自然對流散熱、加裝風扇強制散熱、熱管和回路熱管散熱等。加裝風扇強制散熱方式系統復雜、可靠性低,熱管和回路熱管散熱方式成本高。而路燈具有戶外夜間使用、散熱面位於側上面以及體型受限制較小等有利於空氣自然對流散熱的優點,所以LED路燈建議盡可能選擇自然對流散熱方式。

散熱設計中可能存在的問題有:
1.散熱翅片面積隨意設定。
2.散熱翅片布置方式不合理,燈具散熱翅片的布置沒有考慮到燈具的使用方式,影響到翅片效果的發揮。
3.強調熱傳導環節、忽視對流散熱環節,盡管眾多的廠家考慮了各種各樣的措施:熱管、回路熱管、加導熱硅脂等等,卻沒有認識到熱量最終還是要依靠燈具的外表面積散走。
4.忽視傳熱的均衡性,如果翅片的溫度分布嚴重不均勻,將會導致其中一部分的翅片(溫度較低的部分)沒有發揮作用或作用很有限。

現在LED路燈散熱技術,一般使用多為導熱板方式,是一片5mm厚的銅板,實際上算是均溫板,把熱源均溫掉;也有加裝散熱片來散熱,但是重量太大。重量在路燈系統上十分重要,因為路燈高有9米,若太重危險性就增加,尤其遇到臺風、地震都可能產生意外。也許,未來LED廣泛進入路燈領域后,可能形成模組化散熱會更好地解決LED路燈散熱難的狀況。

我公司生產的DH32-220多功能熱管散熱器,配合自然對流散熱,完美的解決了器件密閉與對流散熱的矛盾整個散熱部分重量僅為0.515KG,其工藝圖紙如下:

該散熱器熱管內部結構采用銅粉燒結模式,超導工作液體采用晨怡熱管工作液A型,有效的解決了冬季防凍問題,使之更加適合戶外長時間工作,使用壽命超過十年之久。

我們針對單只熱管進行測試,方式以及測試的熱管功率曲線如下圖所示:

單只熱管測試方式圖

單只熱管功率曲線圖

從圖中我們可以看出,在適合LED最佳工作溫度范圍內,單只熱管已經達到30W的傳輸功率,溫度隨著溫度曲線的升高,熱管的傳熱功率不斷加大,在熱端溫度達到60℃時,其單只熱管的傳熱功率已經超過50W的功率值,因此,本四熱管散熱器的保守傳熱功率為30W×4=120W的保守功率。

常規的LED路燈設計見下圖:

采用我們的熱管散熱器后,建議安裝方式如下建議圖:

其中散熱部分和器件部分為兩個單獨腔體,熱量由大功率LED背板傳熱給熱管,熱管迅速將熱量傳導到熱管散熱片,經過自然對流,散熱片將熱量傳導到空中,完成了熱量的傳遞,避免在LED芯片上產生熱積累。

為使熱管散熱器發揮最大效率,建議安裝時采用傾角,一般以不低于12度為好,示意如下:

我們推薦的DH32-220多功能熱管散熱器產品照片如下:

目前公司可提供樣品

型號:DH32-220 多功能四熱管散熱器 

樣品價格     128元/套

散熱片參數:片厚:0.5mm       片距:3mm

重量:0.515KG/套

其配套附件如下:

選配件:

四熱管鋁合金底座樣品價格     22元/套

重量:0.610KG/套

重量:0.005KG

重量:0.050KG

重量:0.045KG

成品散熱器圖

 

本文電子書格式下載:

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

責任編輯: banye 參與評論
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