led散熱技術(shù)word版-資料下載頁
2025-01-07 12:57本頁面
【正文】 流動。 熱輻射的散熱公式為“ Q=E S FΔ (Ta－ Tb)”。公式中 Q 代表熱輻射所交換的能力， E 是物體表面的熱輻射系數(shù)。在實際中，當(dāng)物質(zhì)為金屬且表面光潔的情況下，熱輻射系數(shù)比較小，而把金屬表面進(jìn)行處理后（比如發(fā)黑）其表面熱輻射系數(shù)值就會提升。塑料或非金屬類的熱輻射系數(shù)值大部分都比較高。 S 是物體的表面積， F 則是輻射熱交換的角度和表面的函數(shù)關(guān)系，但這里這個 函數(shù)比較難以解釋。Δ (Ta－ Tb)則是表面 a 的溫度同表面 b 之間的溫度差。因此熱輻射量和熱輻射系數(shù)、物體表面積的大小以及溫度差之間都存在正比關(guān)系。絕對黑體的輻射系數(shù)為 1。熱輻射散熱也可以用另一個公式來表示： 由表中可見，氧化處理是改進(jìn)材料的輻射散熱的重要途徑。采用鑄鐵的暖氣片有相當(dāng)一部分的散熱靠的是輻射散熱。 而且塑料的熱輻射性能和氧化后的金屬差不多。 為了改進(jìn)輻射散熱，鋁合金鰭片散熱器要進(jìn)行發(fā)黑處理，但是有人是采用噴黑色塑膠漆的方法，這種方法雖然也使其表面變黑，但是實際上又加上了一層絕緣層，妨礙了它的散熱。最好的方法是采用陽極氧化發(fā)黑處理，這個氧化層可以做得很薄，不至于影響其散熱，但對輻射散熱有很大的改進(jìn)。 總之，不管是對流還是輻射都是和散熱器的散熱面積成正比，所以要改善散熱一定要加大散熱器的面積。 八．鰭片散熱器 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(biāo)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。所以散熱器有一個有效散熱面積。它通常是實際面積的70%左右。從經(jīng)驗得出，一般要散 1W 功率的熱量大約需要 5060 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(dǎo)只有銅的一半，但是它重量輕、易加工、價格便宜，所以還是廣泛地應(yīng)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 為了加大散熱面積，通常會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越來越小。圖 12 表明增加高度對于降低結(jié)溫的影響的一個例子。 圖 結(jié)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(jié)溫的降低就很慢了。 加大長度也是加大面積的一個方法。但是并不是長度越長越好。 由圖中可知，長度增加到一定程度以后，結(jié)溫不但不再降低，反而會升高。這是因為空氣在沿長度方向的流動受到阻礙所致 (主要對于垂直放置的鰭片為如此 )。 所以對于散熱器來說，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。但這也減小了其等效散熱面積很大的百分比。 珠海南科首次把針狀散熱器應(yīng)用至 LED 路燈中，據(jù)說這可以使 LED 的結(jié)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避免，但是這樣做又會使空氣對流的效果降低，因為熱空氣是向上流動的。通常要在安裝時有一個傾斜角來改善。 九．采用強制風(fēng)冷散熱 目前幾乎絕大多數(shù)的 LED 燈具都是采用自然空氣對流來散熱的。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 15W 的 LED 燈具中，如果采用強制風(fēng)冷可以得到其 LED 的結(jié)溫和風(fēng)速的關(guān)系如圖 15 所示。 圖 結(jié)溫和風(fēng)速的關(guān)系 在電腦的 CPU 中，從來都是采用小風(fēng)扇的強制風(fēng)冷系統(tǒng)來散熱的。那么在 LED 中能不能也采用風(fēng)扇來散熱呢！ 目前最大功率 的 LED 燈具要算是 LED 路燈了。 LED 路燈和電腦最大的差別就是它是安裝在室外的十分惡劣的環(huán)境條件下的。如果采用風(fēng)扇，那么這種風(fēng)扇也必須能夠承受十分惡劣的環(huán)境條件。例如必須能夠防水、防潮、防塵，能夠承受高低溫的考驗，等等?。而且它本身不能消耗很大的功率。 最近臺灣 Sunon 公司推出全球最小、最薄、耗電量最低的“毫米科技風(fēng)扇與鼓風(fēng)扇MightyMiniFanamp。Blower。并用于各種功率的 LED 燈具。例如，應(yīng)用于 LED 球泡燈，就可以突破 9W 的瓶頸限制而達(dá)到 15W 的水平。同時展示全新“ Onemodule”概念所設(shè)計的 LED散熱模塊，將 LED 燈具散熱模塊化，一款散熱模塊可應(yīng)用于多款 LED 燈具，簡化客戶端的設(shè)計流程，預(yù)計推出可散熱 715W、 1025W、 2540W 幾種功率水平?？蓱?yīng)用于 LED 球燈、筒燈、 MR16 投射燈、 LED 軌道燈等各式 LED 應(yīng)用產(chǎn)品的散熱。 十 .結(jié)束語 目前 LED 的發(fā)光效率還是比較低，從而引起結(jié)溫升高，壽命降低。為了降低結(jié)溫以提高壽命就必須十分重視散熱的問題。 LED 的散熱設(shè)計必須從芯片開始一直到整個散熱器，每一個環(huán)節(jié)都要給于充分的注意。任何一個環(huán)節(jié)設(shè)計不當(dāng)都會引起嚴(yán) 重的散熱問題。過去的 LED路燈在長期工作中的大量失效，一半以上是散熱設(shè)計欠缺所引起，另一半是電源失效所引起。所以對散熱的設(shè)計必須給以充分的重視。 隨著 LED 的光效逐年提高，它的發(fā)熱問題也會逐漸降低。相信總有一天我們會看到不需要散熱器的 LED 燈具的出現(xiàn)！
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