簡要分析LED燈具的散熱設(shè)計
4. 回路熱管散熱:
此種散熱方法是透過循環(huán)式的熱管進行散熱,回路管的兩端為系統(tǒng)電路板(熱源處)和散熱器,回路管的內(nèi)部則充填著工作流體,并配有蒸發(fā)器,其工作原理為:當系統(tǒng)電路板傳來熱能時,熱源處的工作流體吸收熱量后,經(jīng)蒸發(fā)器轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w,利用氣體移動快速的特性,熱源處的熱量可快速傳導到燈殼或散熱器,因此回路熱管散熱僅解決熱傳導問題,無法有效達到“散熱”功能。
表2 燈具散熱系統(tǒng)介紹
在燈具設(shè)計上,散熱鰭片和外燈殼因暴露于空氣中,為避免氧化多經(jīng)過陽極處理,近年有廠商推出軟陶瓷散熱漆用于取代陽極處理程序,并宣稱其熱阻值接近金屬,能達到加速導熱的效能,然其成效未知,尚待業(yè)界同仁的使用與經(jīng)驗分享。
截至目前為止,上述探討的都是熱傳導和熱對流兩種方式,目前有廠商宣稱其陶瓷散熱基板可利用遠紅外線型式將熱輻射散出,進行遠距離傳熱,并宣稱可用于取代LED芯片基板后端的導熱金屬(散熱鰭片、金屬燈殼),達到成功散熱和減輕燈具重量的成效,此技術(shù)之散熱效能若真如廠商所言,也將為LED燈具的散熱設(shè)計帶來重大的進展。
結(jié)論
部分市售LED燈具的散熱設(shè)計容易忽略掉一些細節(jié),例如忽視熱傳導的均溫性,即散熱鰭片的溫度分布嚴重不均勻,導致其中一部分的鰭片對散熱作用有限,甚至沒有發(fā)揮散熱效果。有些設(shè)計錯誤則會帶來危險性,尤其是LED路燈通常裝設(shè)于8-12米的桿高,如果散熱器重心設(shè)計不佳,可能導致重量與風阻過大,危險性增加,當遇到臺風或地震將有可能導致嚴重意外。
鑫源盛科技管新寧副董事長曾經(jīng)說過:“做為一個高科技節(jié)能照明產(chǎn)業(yè)的從業(yè)人員必須認清,良好的LED燈具散熱(包含熱傳導、均溫性、熱交換等)必需以復雜的熱傳學基礎(chǔ)硬理論為依歸,必須正視LED路燈的性能,必須要有科學的數(shù)據(jù)及理論做支撐、完善的系統(tǒng)設(shè)計方法為方針、良好的制程為基礎(chǔ),最后再以第三公正單位的檢測報告為依據(jù),這樣才不會一再發(fā)生光衰退貨阻礙產(chǎn)業(yè)發(fā)展的惡性循環(huán)”。
LED照明市場成長非常迅速,預計在2015年將達到200億美元的市場規(guī)模,此外,由于日本電價高且受到311福島地震的影響,更加加速LED燈具的需求驟增。臺灣的LED產(chǎn)業(yè)鏈完善,整體產(chǎn)能亦高居亞洲第二。因此,如何在爭取市場的同時審慎評估自身產(chǎn)品的質(zhì)量、研發(fā)和制程能力,做好LED燈具的散熱設(shè)計經(jīng)得起時間和環(huán)境考驗,這些都是業(yè)者必須嚴格自我規(guī)范的重點。
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