頗具性價比的高導(dǎo)熱塑料工礦燈設(shè)計(jì)技術(shù)

　　LED照明燈具為了迎合市場和客戶的需要，必須創(chuàng)新設(shè)計(jì)萬千種方案和造型。現(xiàn)有的LED照明相關(guān)器件、材料已不能滿足不斷變化市場的需要，需要不斷創(chuàng)新設(shè)計(jì)思路、創(chuàng)新新材料、新工藝，才能創(chuàng)新設(shè)計(jì)生產(chǎn)新一代的照明燈具。

　　1 高導(dǎo)熱塑料工礦燈

　　工礦燈作為室內(nèi)外照明用途廣泛和需求量大的產(chǎn)品，以往傳統(tǒng)的工礦燈采用低電壓、大電流的LED燈珠工作狀態(tài)設(shè)計(jì)，如集中封裝的COB，在點(diǎn)亮?xí)r造成燈具高熱難以散發(fā)，一直是令產(chǎn)品設(shè)計(jì)師費(fèi)心費(fèi)力去尋求降溫散熱的方法而頭疼的，耗用較多的鋁材而設(shè)計(jì)成效果欠佳的散熱器件，散熱器設(shè)計(jì)高大笨重。

　　高導(dǎo)熱塑料出現(xiàn)為工礦燈提供一種散熱好、耐腐蝕、絕緣性能好的新一代材料，工礦燈新的系統(tǒng)設(shè)計(jì)因此有了創(chuàng)新的方案。如圖1所示二個不同散熱材料、不同方案設(shè)計(jì)的100W功率LED工礦燈，左面是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的LED工礦燈，采用低電壓、大電流COB的 LED燈珠光源板，外置驅(qū)動電源，多鰭片鋁合金散熱器，整體自重5—6kg;右面是采用HVLED均布技術(shù)光源板，高壓線性恒流驅(qū)動電源，和高導(dǎo)熱塑料散熱器，創(chuàng)新設(shè)計(jì)的新一代工礦燈，整體自重僅1.85kg。

　　2 高導(dǎo)熱塑料

　　高導(dǎo)熱塑料，顧名思義就是導(dǎo)熱性能優(yōu)良的塑料。高導(dǎo)熱塑料導(dǎo)熱系數(shù)2-9 W/mk，耐壓AC6000V，耐高溫，耐酸堿鹽霧腐蝕，阻燃等級高。適合于擠塑、注塑成型的自動化、大批量生產(chǎn)，產(chǎn)品無需任何后道工序，大大降低了制造成本，生產(chǎn)過程環(huán)保而無污染。

　　塑料有石化塑料和生化塑料二大類，分別來自于石油和植物。石化塑料從石油分解中獲取，石化塑料廢棄之后很難自行分解。生化塑料來自植物，廢棄時只要加以粉碎，埋入地下幾年后，在一定濕度和微生物的作用下，可自行分化瓦解，實(shí)行全降解，非常環(huán)保。

　　傳統(tǒng)的石油基塑料制品在為人們?nèi)粘Ｉ顜肀憷耐瑫r，也產(chǎn)生了一系列問題，其中白色污染和能源短缺最為嚴(yán)重。為了解決這些問題，一種可完全降解的生物塑料—改性聚乳酸PLA應(yīng)運(yùn)而生，它既具高導(dǎo)熱性能，又具有良好的絕緣性能，無漏電之虞，正是LED照明所需要的、理想的散熱器新材料。

　　PLA(Polylactic Acid)是聚乳酸的英文簡寫，是以乳酸為主要原料的聚合物。其合成原料主要來源于植物性淀粉(俗稱“玉米淀粉”)，它不僅可以持續(xù)利用，而且使用后粉碎埋在土壤中可被微生物完全分解，對環(huán)境無任何污染，因此是目前國際上公認(rèn)的理想的綠色材料。高導(dǎo)熱生物塑料由PLA多次改性而成的，導(dǎo)熱速度快、主要特點(diǎn)是散熱好，又具一定的剛度?？梢詮V泛應(yīng)用于不同功率(3W-200W)的LED燈具，涵蓋球泡燈、日光燈、天花燈、筒燈、軌道射燈、Par燈、工礦燈、防爆燈、路燈等常見的LED燈具。高導(dǎo)熱塑料具有抗紫外線，耐酸堿鹽霧腐蝕的特性，尤其適合在一些特殊要求的環(huán)境中使用，如海邊、碼頭、海洋船舶，有鹽霧及酸堿濃度較大的使用環(huán)境。

　　3 高導(dǎo)熱塑料散熱器VS鋁散熱器

　　1、絕緣特性：高導(dǎo)熱塑料的絕緣特性，使整燈產(chǎn)品可采用各種不同的電源方案，如非隔離開關(guān)恒流驅(qū)動電源方案，高壓線性恒流驅(qū)動電源方案，無需體積大、價格貴的外置電源。有效地降低整燈成本，提升整燈效率，減少產(chǎn)品的體積。

　　2、耐酸堿，鹽霧的腐蝕：整燈產(chǎn)品能廣泛應(yīng)用在各種惡劣環(huán)境中，如海洋，沙漠，井下等腐蝕性強(qiáng)的環(huán)境中，有效地避免了鋁件散熱體由于鹽霧，濕度等惡劣環(huán)境所造成的氧化，腐蝕和銹蝕的缺點(diǎn)。

　　3、加工特性：直接采用注塑方式制作，一次成型，光潔度高;避免了鋁件作為散熱體的后續(xù)多道加工工序的成本，生產(chǎn)過程無任何重金屬污染，以及廢水廢氣的排放。

　　4、塑包鋁結(jié)構(gòu)：既可充分發(fā)揮鋁傳導(dǎo)熱量速度快的特性，又可以充分發(fā)揮散熱材料熱對流輻射能力特性，散熱效果比單獨(dú)使用鋁件更為有效。

　　5、整燈產(chǎn)品重量輕：由于散熱效果明顯，可以用更小的體積，更輕的重量，滿足同一尺寸散熱體用在更高功率產(chǎn)品的需求。

　　6、環(huán)保特性：高導(dǎo)熱塑料使用PLA玉米淀粉作為原料，具有全降解的特性，更符合歐美的環(huán)保要求，更易被客戶所接受。

　　7、特殊燈具的應(yīng)用：如在防爆燈的應(yīng)用方面，由于絕緣散熱材料具一定的剛度，可以取代金屬作為防爆燈的外殼，大幅減少金屬作為防爆燈外殼所必須的安全工藝，可以減少制造工序，降低成本。

　　高導(dǎo)熱塑料與鋁合金散熱器的優(yōu)勢比對如表1所示。

　　4 高導(dǎo)熱塑料工礦燈設(shè)計(jì)方案

　　瀚富新材2013年初導(dǎo)入PLA高導(dǎo)熱塑料材料以來，一直致力于高導(dǎo)熱塑料在LED照明領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)推廣。率先推出高導(dǎo)熱塑料工礦燈實(shí)用設(shè)計(jì)方案。

　　高導(dǎo)熱塑料工礦燈采用由高導(dǎo)熱塑料為主體全塑料或塑包鋁散熱的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)套件，和集光電一體于一塊鋁基板上的光電引擎組成。圖2是高導(dǎo)熱塑料工礦燈外觀圖，右側(cè)圖是帶散熱鰭片的高導(dǎo)熱塑料散熱器;左側(cè)圖是集光電一體的光電引擎。光電引擎采用不需要變壓器、不需要電解電容器、不需要電感器的高壓線性恒流驅(qū)動電源;采用均布HVLED的光源燈珠布程設(shè)計(jì)技術(shù)。光電引擎上的LED燈珠、高壓線性恒流驅(qū)動電源芯片、整流橋堆、貼片電阻電容均可一次在SMT上自動貼片生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，節(jié)省人工。