降低結溫以提高壽命 新型LED散熱技術(shù)詳解
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散熱器采用鰭片的形狀是為了加大散熱面積。以利于輻射散熱和對流散熱。散熱器的最重要指標就是它的散熱面積A，但是散熱器的不同部位的散熱效果是不同的。在根部的散熱效果就差，而在頂部的散熱效果就好。所以散熱器有一個(gè)有效散熱面積。它通常是實(shí)際面積的70%左右。從經(jīng)驗得出，一般要散1W功率的熱量大約需要50-60平方厘米的有效散熱器面積。
而散熱器的材料通常是用鋁合金，和銅相比，雖然其熱傳導只有銅的一半，但是它重量輕、易加工、價(jià)格便宜，所以還是廣泛地應用于散熱器之中。一種典型的散熱鋁合金型材如圖11所示。
圖11. 典型的鰭片鋁合金散熱器
為了加大散熱面積，通常會(huì )采用增加高度的方法。但是，高度增加到一定程度以后其作用會(huì )越來(lái)越小。圖12表明增加高度對于降低結溫的影響的一個(gè)例子。
圖12. LED結溫隨散熱器的高度增加而降低
由圖中可以看出，高度增加到40mm以后，結溫的降低就很慢了。
加大長(cháng)度也是加大面積的一個(gè)方法。但是并不是長(cháng)度越長(cháng)越好。圖13表明了結溫和長(cháng)度的關(guān)系。
圖13. 結溫和長(cháng)度的關(guān)系
由圖中可知，長(cháng)度增加到一定程度以后，結溫不但不再降低，反而會(huì )升高。這是因為空氣在沿長(cháng)度方向的流動(dòng)受到阻礙所致(主要對于垂直放置的鰭片為如此)。
所以對于散熱器來(lái)說(shuō)，除了加大面積以外，如何加速空氣的對流是很重要的事，尤其是像LED路燈這類(lèi)安裝在室外的路燈更為重要。由于室外的風(fēng)向是不定的，為了在各種風(fēng)向情況下都能有很好的對流，最好采用針狀鰭片散熱器（圖14）。但這也減小了其等效散熱面積很大的百分比。
圖14. 針狀散熱器
珠海南科首次把針狀散熱器應用至LED路燈中，據說(shuō)這可以使LED的結溫降低15度以上，提高了LED的壽命。
路燈散熱器往往由于灰塵和鳥(niǎo)糞的積累而使其散熱效果大為降低，所以通常采用朝下安裝的方法來(lái)避免，但是這樣做又會(huì )使空氣對流的效果降低，因為熱空氣是向上流動(dòng)的。通常要在安裝時(shí)有一個(gè)傾斜角來(lái)改善。 九．采用強制風(fēng)冷散熱
目前幾乎絕大多數的LED燈具都是采用自然空氣對流來(lái)散熱的。然而，對流的散熱效果是和空氣的流速是有密切關(guān)系的。在一個(gè)15W的LED燈具中，如果采用強制風(fēng)冷可以得到其LED的結溫和風(fēng)速的關(guān)系如圖15所示。
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