LED照明灯具散热难题，五类散热器对比分析
时间: 2019-04-10 08:27:28     来源: 中山市雷晶灵电子有限公司

　　目前LED照明灯具的最大技术难题之一就是散热问题，散热差导致LED驱动电源、电解电容器都成了LED照明灯具进一步发展的短板，LED光源早衰的缘由。

　　只有赶快导出热量才可有用下降LED灯具内的腔体温度，才可维护电源不在耐久的高温环境下作业，才能防止LED光源因长时间高温作业而发生早衰。

　　正因为LED光源本身没有红外线、紫外线，因此LED光源本身没有辐射散热功能，LED照明灯具的散热途径只能经过与LED灯珠板密切组合的散热器来导出热量。散热器有必要具有热传导、热对流、热辐射的作用。

　　任何散热器，除了要能快速地把热量从发热源传导到散热器的外表，最主要的仍是要靠对流和辐射把热量散发到空气中去。导热只处理了传热的途径，而热对流是散热器的主要功能，散热功能主要由散热面积、形状、自然对流强度的能力影响，热辐射只是辅助的作用。一般来讲，如果热量从热源到散热器外表的间隔小于5毫米，那么只需材料导热系数大于5时，其热量就可导出，其他散热就必须由热对流来主导的了。

　　大多数的LED照明光源依然使用低电压（VF＝3．2V）、大电流（IF＝200－700mA）的LED灯珠，因为工作时热量高，必须使用导热系数较高的铝合金。一般有压铸铝散热器、挤压铝散热器、冲压铝散热器。压铸铝散热器是一种压力铸造零件的技能，将液态锌铜铝合金浇注入压铸机的入料口，经压铸机压铸，铸造出事前规划模具限定的形状散热器。

　　以下是五类散热器的对比分析。

压铸铝散热器

　　生产成本可控，散热翼无法做薄，很难使散热面积最大化。LED灯具散热器常用压铸材料为ADC10和ADC12。

挤压铝散热器

　　是将液态铝经过固定的模具挤压成型，然后将棒材经过机加工切割成需求的形状的散热器，后期加工成本较高。挤压铝散热器如图3所示。散热翼可以做得许多很薄，散热面积得到最大的扩展，散热翼工作时自动构成空气对流扩散热量，散热作用较好。常用材质是AL6061和AL6063。

冲压铝散热器

　　是经过冲床和模具对钢铁、铝合金的板材冲压、拉升，使之成为杯筒型的散热器，冲压成型的散热器表里周边平滑，因无翼而散热面积有限。常用铝合金材质是5052、6061、6063。冲压件质量很小，材料利用率高，是一种低成本方法。

　　铝合金散热器的导热是比较满意的，比较适用于阻隔的开关恒流电源。关于非阻隔开关恒流电源来说，需要经过灯具的结构设计做好交流和直流、高压和低压电源的阻隔，才能经过CE或UL认证。

塑包铝散热器

　　是一种导热塑料外壳铝芯的散热器。导热塑料与铝散热芯在注塑机上一次成型，铝散热芯做埋件，需预先进行机械加工。LED灯珠的热量经过铝散热芯快速传导给导热塑料，导热塑料利用它的多翼构成空气对流散热，利用它的表面辐射部分热量。

　　塑包铝散热器一般利用导热塑料原本的色彩白色和黑色，黑色塑料的塑包铝散热器的辐射散热作用更好一点。导热塑料一种热塑性材质，材料的流动性、密度、耐性、强度都易于注塑成型，具有很好的耐冷热冲击循环特性，绝缘功能优秀。导热塑料辐射系数优于普通的金属材料。导热塑料密度比压铸铝和陶瓷小40％，相同形状的散热器，塑包铝的分量可削减将近三分之一；与全铝散热器相比较加工成本低，加工周期短，加工温度低；制品不易碎；客户自备注塑机可进行灯具差异化外形设计出产。塑包铝散热器绝缘功能好，容易通过安规。

高导热塑料散热器

　　高导热塑料散热器最近发展迅猛，高导热塑料散热器一种全塑料的散热器，它的导热系数比一般塑料高几十倍，达2－9w／mk，具有良好的热传导、热辐射作用；可使用于各种功率灯具的新型绝缘散热材料，可广泛使用于1W～200W的各类LED灯具。

　　高导热塑料耐压等级可达沟通6000V，合适选用非隔离开关恒流电源、HVLED的高压线性恒流电源。使这类LED照明灯具易于通过CE、TUV、UL等严厉安规检测。HVLED选用高电压（VF＝35－280VDC）、小电流（IF＝20－60mA）作业状况，HVLED灯珠板的发热因此而降低。高导热塑料散热器选用传统的注塑、挤塑机均可。一次成型，制品光洁度高。大幅提高生效率，造型规划灵敏度高，可充分发挥规划师的规划理念。高导热塑料散热器选用PLA（玉米淀粉）聚合而成，全降解、无残留、无化学污染，生产过程无任何重金属污染，无污水，无废气，符合全球环保要求。

　　高导热塑料散热体内部PLA分子间密布纳米级金属离子，在高温下可快速运动，添加热辐射能量。其生机优于金属材质散热体。高导热塑料散热器耐高温，150℃五小时不决裂，不变形，配合高压线性恒流IC驱动方案使用，无需电解电容和大体积电感，大幅提高LED整灯寿命，非隔离电源计划，效率高、低成本。特别合适日光灯管、大功率工矿灯的使用。

　　高导热塑料散热器能够设计许多精密的散热翼，散热翼能够做得多而薄，散热面积得到最大的扩展，散热翼作业时自动构成空气对流分散热量，散热效果较好。LED灯珠的热量通过高导热塑料直接到散热翼，通过空气对流和表面辐射快速散热。

　　高导热塑料散热器密度要比铝轻。铝的密度是2700kg／m3，而塑料的密度为1420kg／m3，差不多为铝的一半，所以相同形状的散热器，塑料散热器的分量只要铝的1／2。并且加工容易，其成型周期能够缩短20－50％，这也就降低了成本的好处。