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浅谈关于LED灯散热片的设计要点!

2022-11-25 17:42:08

LED灯散热片的设计要点如下:

1、了解灯珠的热阻Rjc,可以实测,也可以通过供应商取得。

如果实在没有,一般可以预估结壳温差为15-20℃。 


2、选择什么散热片材料?

看上去各种散热材料的导热系数差别很大,但是传热路径上主要的瓶颈不在材料这个环节,

所以即使用至差的陶瓷,其温差也仅仅为2.6℃。

用压铸铝完全可以满足要求。


3、需要热管吗?

热管的导热率非常高,约1000W/m-K。

对于COB封装的大功率器件,使用热管是必要的,特别是>50W的户外灯具设计时。

但是就室内灯具设计来讲,超过30W的很少。

而且室内灯具大部分是小功率灯珠均匀分布,热流密度较小。

所以没必要使用热管。


4、需要风扇吗?

从目前的风扇可靠性看,在60℃(接触到散热片的温度)下,

风扇的寿命要保证45000(5年,24小时不停)无故障,且防尘,防老化(太阳照射,高湿度)非常困难。

前面分析了常用材料对散热的影响,下面分析一下散热片外形的影响,以太阳花散热器和直齿型散热器作为例子。

只是做定性的分析,可以作为散热片设计时的指导。


LED灯散热片


误区1:散热片的数目越多越好。

网格划分对温度和净辐射量的计算影响很大,同一个散热片,网格划分不同,会有1-2℃的差别。

而不要把这个差别当成是FIN数目不同所造成的。

对于sunflower型的散热片,散热片数目超过一定数目,对散热的改善效果不大,徒增重量而已。

例子中FIN片超过15个就没必要了,此时2个FIN根部的距离为8mm。


误区2:间隙越小越好。

两个FIN对称放在平板一侧位置,变化间隙,研究间隙对对流,辐射和温度的影响。

对流和辐射都存在的时候,间隙增加到30mm,散热片的温度才降到至低。

单纯的对流,间隙增加10mm,对流效率至高。

单纯的辐射,辐射效率也随着间隙的增加而提高。

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