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大功率LED LED散熱 led散熱器
    所謂led(Light-emitting Diode的縮寫) 燈是指采用半導(dǎo)體發(fā)光二較管技術(shù)做為發(fā)光源的一種新型環(huán)保照明產(chǎn)品。LED 燈具有省電節(jié)能，易控制、免維護(hù)、安全環(huán)保、使用壽命長等特點(diǎn)，其使用壽命可達(dá)50,000-100,000小時(shí)，遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)鎢絲燈泡的 1,000 小時(shí)及螢光燈管的10,000 小時(shí)。LED作為一種新型的節(jié)能、環(huán)保綠色光源產(chǎn)品，必然是未來發(fā)展的趨勢。

　　不過目前LED燈具產(chǎn)品尚有不足，除價(jià)格較高外，發(fā)光效率偏低，工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生較多的熱量，需要散熱器將熱量導(dǎo)出并散發(fā)到環(huán)境中，否則將會(huì)影響LED的壽命甚至無法工作。

　　一. 普通照明大功率LED燈具(1W以上)介紹

　　1. 常見類型——球泡燈、射燈、蠟燭燈、管燈、吸頂燈、路燈、車燈等，并根據(jù)接口的規(guī)格不同有很多型號(部分燈具樣品如下圖)：

　　2.構(gòu)成——通常包括燈罩、LED燈板、散熱器、驅(qū)動(dòng)電源、接口、絕緣膠或套(一般用于金屬散熱器)等(如下圖示)：

　　二.LED散熱器的作用及工作原理介紹

　　散熱器的主要作用是將LED芯片工作中產(chǎn)生的熱量不斷導(dǎo)出并散發(fā)到環(huán)境中，使芯片的溫度保持在所要求的范圍內(nèi)，從而保證LED燈能夠正常工作。散熱器的好壞主要取決于散熱器的熱阻，熱阻越小，相同條件下LED燈結(jié)溫越低，LED結(jié)溫越低，芯片使用壽命就會(huì)越長。散熱器的熱阻應(yīng)該包括導(dǎo)熱熱阻和散熱熱阻兩部分。對于一定形狀的散熱器，導(dǎo)熱熱阻主要與散熱器材料的導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān)，導(dǎo)熱系數(shù)越大，導(dǎo)熱熱阻越小，導(dǎo)熱效果越好;在一定環(huán)境條件下，散熱熱阻主要取決于散熱器的散熱面積以及散熱器表面材料的輻射系數(shù)，散熱面積越大、輻射系數(shù)越高，散熱熱阻越小，散熱效果越好。因此，LED燈具散熱器必須具有一定的散熱面積，同時(shí)制作散熱器的材料必須具有一定的的導(dǎo)熱性和較高的熱輻射系數(shù);另外，導(dǎo)熱材料本身還應(yīng)具有重量輕、易加工、價(jià)格低等特點(diǎn)。

　　三. 常見LED散熱器不同材質(zhì)介紹

　　所謂LED散熱器就是能夠?qū)�LED芯片工作中產(chǎn)生的熱量快速地導(dǎo)出并散發(fā)到環(huán)境中的一個(gè)元件，因此作為散熱器僅具有一定的散熱面積是不行的，制作散熱器的材料必須具有一定的導(dǎo)熱性，也就是要具有較高的熱導(dǎo)率，才能將芯片產(chǎn)生的熱量不斷導(dǎo)出，并較終散到環(huán)境中;當(dāng)然對于導(dǎo)熱材料，除了導(dǎo)熱性外，還應(yīng)當(dāng)具有比重小、價(jià)格低、強(qiáng)度高、容易加工等特點(diǎn)。

　　常用材料通常包括金屬材料，無機(jī)非金屬材料和高分子材料三大類，其中高分子材料又包括塑料、橡膠、化學(xué)纖維等。導(dǎo)熱材料一般為金屬和部分無機(jī)非金屬材料。在常見金屬中，鋁和銅的導(dǎo)熱系數(shù)比較高，但銅的價(jià)格高，比重大，加工性不如鋁，而鋁質(zhì)散熱器完全能滿足LED散熱的要求，因此在LED金屬散熱器中以鋁質(zhì)散熱器為主，銅質(zhì)散熱器并不多見，另外也有少量散熱器是鐵質(zhì)的。導(dǎo)熱性好的無機(jī)非金屬材料加工前一般多為粉末狀，需要經(jīng)過特種工藝加工成型，加工成散熱器后基本為陶瓷狀;有些無機(jī)非金屬材料導(dǎo)熱系數(shù)很高又非常絕緣，但價(jià)格很高，如金剛石、氮化硼、氮化鋁等;有些雖然導(dǎo)熱系數(shù)高但不絕緣，類似金屬，如石墨、碳纖維等;并且將無機(jī)非金屬粉末加工成形狀復(fù)雜的陶瓷散熱器是非常困難的，因此，雖然陶瓷LED散熱器是有應(yīng)用的，但存在很大的局限性，需要進(jìn)一步完善和提高。高分子材料本身導(dǎo)熱性是比較差的，但如果將導(dǎo)熱性好的金屬粉末或非金屬粉末添加到塑料或橡膠中，制成導(dǎo)熱塑料或橡膠等，其導(dǎo)熱性會(huì)大幅提高。導(dǎo)熱橡膠因其特有的彈性，是其它導(dǎo)熱材料無法替代的，因此在某些領(lǐng)域已經(jīng)廣泛應(yīng)用，但因其剛性較差，作為散熱器材料可能不太合適，目前尚未見相關(guān)報(bào)道;導(dǎo)熱塑料單獨(dú)或配以金屬嵌件做成的LED散熱器是較近開發(fā)成功的新一代LED散熱產(chǎn)品，如果設(shè)計(jì)得當(dāng)，可以達(dá)到壓鑄鋁散熱器的散熱效果，并且外表面絕緣，使用更加安全，是今后LED散熱器發(fā)展的方向。下面就幾種常見不同材質(zhì)的LED散熱器簡單作一介紹。

　　1.鋁質(zhì)散熱器——目前較常見的LED散熱器主要是鋁質(zhì)散熱器，一般包括壓鑄鋁和拉伸鋁散熱器兩種。主要原因是金屬鋁的導(dǎo)熱系數(shù)較高，比重小，易加工，價(jià)格便宜等。其中壓鑄鋁散熱器是目前較常用的，其導(dǎo)熱系數(shù)70-90W/m.K，外形較美觀，形狀可多變，價(jià)格適中;缺點(diǎn)是本身不絕緣，為了安全需要增加絕緣膠或套，而絕緣膠或套一般導(dǎo)熱較差，對散熱是不利的，同時(shí)成本也會(huì)增加。另外，壓鑄鋁散熱器模具成本高，不利于新品的開發(fā);生產(chǎn)過程需要消耗較多的能源，并且二次加工成本偏大。拉伸鋁散熱器導(dǎo)熱系數(shù)200W/m.K左右，導(dǎo)熱很好，一次加工成本較低，但往往需要二次加工，二次加工成本較高，而且形式較單一，同樣需要增加絕緣處理，目前主要用于路燈及非常大功率的室內(nèi)LED照明。

　　2.導(dǎo)熱塑料散熱器——由國外幾家大公司開發(fā)出的導(dǎo)熱塑料LED燈具散熱器，不僅解決了鋁質(zhì)散熱器本身不絕緣的問題，而且散熱器的重量也有所減輕。目前生產(chǎn)LED散熱器導(dǎo)熱塑料的公司主要有荷蘭的帝斯曼，美國的SABIC，日本的 東麗公司等。導(dǎo)熱塑料主要是由尼龍、PBT等耐熱性好的塑料加入高導(dǎo)熱的無機(jī)填料，如氮化鋁、氮化硼等組成;其本身導(dǎo)熱系數(shù)并不是很高，一般只有1-6W/m.K左右，用導(dǎo)熱塑料單獨(dú)制成的LED散熱器散熱性也不是很好，只能用于較小功率的LED產(chǎn)品，因此實(shí)際上導(dǎo)熱塑料散熱器一般是由導(dǎo)熱塑料和內(nèi)嵌鋁件兩部分組成。鋁件采用沖壓鋁材，導(dǎo)熱系數(shù)200W/m.K以上，這種鋁塑復(fù)合散熱器的散熱性甚至可以與壓鑄鋁散熱器的散熱效果接近或相當(dāng)，加工也相對容易。但是，現(xiàn)有導(dǎo)熱塑料的售價(jià)是相當(dāng)高的，，制成散熱器的價(jià)格也比壓鑄鋁散熱器高，雖然在一些生產(chǎn)LED燈具的大公司如飛利浦公司等有一定應(yīng)用，但近期是無法大量替代鋁質(zhì)散熱器的。