在很多场合需要把LED所产生的热量以最快的速度传送到散热器,这在采用集成式的单片大功率LED中尤其重要,因为它的热量很大(功率可达50W-100W)又很集中(有时只有30mm),这时候就必须采用热管散热。
热管也称为相变导热器,因为在其中的液体从液相变为气相而导热。它的热阻非常小,大约只有0.065°C/W。
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图7. 热管导热原理
其内壁采用铜粉烧结,以利于变回液相的载热体吸附其上而回流。然而,热管只能把热传送到远端,而并没有把热量散发到空气中去。所以即使采用热管,还是需要有普通的铝散热器把热量散发出去。再次要提醒注意的是,采用铜热管以后,要特别注意它和前端的铝基板以及后端的铝散热器的结合部一定要互相紧密地接触并防止由于热膨胀系数的不同而脱开。在其结合部要采用高质量的导热硅胶涂敷。
导热效果更好的是回路热管
图8. 回路热管
六.系统的热阻
各部分的导热能力也可以用系统的热阻来说明,一个LED灯具的结构图见图9。
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图9. LED灯具的散热结构图
从图中可以看出,LED芯片所产生的热,从它的金属散热块出来,先经过焊料到铝基板的PCB,再通过导热胶才到铝散热器。而要定量地了解LED芯片的散热过程,最好利用热阻的概念。热量就好像电荷,热量流动起来就好像电流,流动的过程中会遇到阻力,就好像电阻,在这里我们称之为热阻。热阻的单位为每瓦多少度(°C/W),也就是每流过1瓦的功率会上升多少度。如果知道所需耗散的功率,又知道其热阻,就可以知道它的温升是多少。热阻越大,热量越流不动,温升就越高,热阻越小,热量流动越快,温升就越小。图中表明热量从LED芯片流出到空气需要经过很多不同的热阻:
Rj1:从芯片到安装底板的热阻(也就是芯片的热阻)
Rj2:焊料的热阻
Rj3:铝基板的热阻
Rj4:导热硅胶的热阻
Rj5:从散热器到空气的热阻
所以从芯片到空气的总热阻就应该是:
Rja=Rj1+Rj2+Rj3+Rj4+Rj5
只要知道从芯片到空气的全部热阻,就可以根据需要耗散的功率Pd,计算出结温来,知道了结温也就可以知道其寿命了。
假定环境温度为Ta,那么结温为:Tj = Pd(Rj1+Rj2+Rj3+Rj4+Rj5)+Ta
然而实际的LED灯具,从LED芯片到空气所经过的热阻要远比这个多很多,例如,通常薄膜印制板是安装在铝基板上,铝基板再安装到铝散热器上,其间还要涂上导热胶,导热胶的厚度很难估计,而且其中还有残存的气隙。对于采用热管的灯具,则还要考虑热管和散热鳍片之间的空隙和导热胶的热阻等问题。
而且最难估算的是Rj5,也就是散热器到空气的热阻。这牵涉到很多有关对流和辐射的散热机制问题。
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中照网网友 在2021-1-11 9:45:39发表
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中照网网友 在2018-6-6 17:54:50发表
shiyong
中照网网友 在2016-12-29 17:53:27发表
伟然科技照明
中照网网友 在2016-6-2 11:44:56发表
这个确实是事实,可是国家一边为了照顾经济发展,一边又没有投入资金对企业进行辅导,确实让企业也茫然。是无奈还是放任,这需…
中照网网友 在2016-5-19 11:36:38发表
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