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提高燈具壽命的有哪些方法

發(fā)布時(shí)間:2020-06-01 13:28:23瀏覽次數:

       LED照明燈具的可靠性(壽命)很大程度上取決于散熱水平,所以提高散熱水平是關(guān)鍵技術(shù)之一。主要是解決芯片產(chǎn)生多余熱量通過(guò)熱沉、散熱體傳出去,這是個(gè)很復雜的技術(shù)問(wèn)題。

  下面我們一起分別敘述:

  LED燈具的功率,哪些LED需要考慮散熱問(wèn)題,功率LED需要散熱。功率LED是指工作電流在100mA以上的發(fā)光二極管。是我國行標參照美國ASSIST聯(lián)盟定義的,按現有二種LED的正向電壓典型值2.1V及3.3V,即輸入功率在210mw及330mw以上的LED均為功率LED,都需要考慮器件熱散問(wèn)題,有些人可能有不同看法,但實(shí)踐證明,要提高功率LED的可靠性(壽命),就要考慮功率LED的散熱問(wèn)題。

  散熱有關(guān)參數與LED散熱有關(guān)的主要參數有熱阻、結溫和溫升等。

  熱阻是指器件的有效溫度與外部規定參考點(diǎn)溫度之差除以器件中的穩態(tài)功率耗散所得的商。它是表示器件散熱程度的最重要參數。目前散熱較好的功率LED熱阻≤10℃/W,國內報道最好的熱阻≤5℃/W,國外可達熱阻≤3℃/W,如做到這個(gè)水平可確保功率LED的壽命。

  結溫是指LED器件中主要發(fā)熱部分的半導體結的溫度。它是體現LED器件在工作條件下,能否承受的溫度值。為此美國SSL計劃制定提高耐熱性目標。芯片及熒光粉的耐熱性還是很高的,目前已經(jīng)達到芯片結溫在150℃下,熒光粉在130℃下,基本對器件的壽命不會(huì )有什么影響。說(shuō)明芯片熒光粉耐熱性愈高,對散熱的要求就愈低 。

  溫升有幾種不同的溫升,我們這里所討論的是:管殼-環(huán)境溫升。它是指LED器件管殼(LED燈具可測到的最熱點(diǎn))溫度與環(huán)境(在燈具發(fā)光平面上,距燈具0.5米處)溫度之差。它是一個(gè)可以直接測量到的溫度值,并可直接體現LED器件外圍散熱程度,實(shí)踐已證明,在環(huán)境溫度為30℃時(shí),如果測得LED管殼為60℃,其溫升應為30℃,此時(shí)基本上可確保LED器件的壽命值,如溫升過(guò)高,LED光源的維持率將會(huì )大幅度下降。

  LED燈具的散熱新問(wèn)題:

  隨著(zhù)LED照明產(chǎn)品的發(fā)展,有二種新的技術(shù):其一,為了增大單管的光通量,注入更大的電流密度,如下面所提,以致芯片產(chǎn)生更多的熱量,需要散熱。其二,封裝新結構,隨著(zhù)LED光源功率的增大,需要多個(gè)功率LED芯片集合封裝在一起,如COB結構、模塊化燈具等,會(huì )產(chǎn)生更多的熱量,需要更有效的散熱結構及措施,這又給散熱提出新課題,否則會(huì )極大地影響LED燈具的性能及壽命。

  而目前LED燈具的散熱總效能只有50%,還有很多電能要變成熱。其次,LED大電流密度和模塊化燈具等都會(huì )產(chǎn)生更多集中的余熱,需要很好散熱。

  為提高散熱水平我們提供以下幾點(diǎn)建議:

  1),從LED芯片來(lái)說(shuō),要采取新結構、新工藝,提高LED芯片結溫的耐熱性,以及其他材料的耐熱性,使得對散熱條件要求降低。

  2),降低LED器件的熱阻,采用封裝新結構、新工藝,選用導熱性、耐熱性較好的新材料,包含金屬之間粘合材料、熒光粉的混合膠等,使得熱阻≤10℃/W或更低。

  3),降低升溫,盡量采用導熱性好的散熱材料,在設計上要求有較好的通風(fēng)孔道,使余熱盡快散出去,要求升溫應小于30℃。另外,提高模塊化燈具的散熱水平應提到日程上來(lái)。

  4),散熱的辦法很多,如采用熱導管,當然很好,但要考慮成本因素,在設計時(shí)應考慮性?xún)r(jià)比問(wèn)題。

  此外,LED燈具的設計除了要提高燈具效率、配光要求、外形美觀(guān)之外,要提高散熱水平,采用導熱好的材料,有報道稱(chēng),散熱體涂上某些納米材料,其導熱性能增加30%。另外,要有較好的機械性能和密封性,散熱體還要防塵,要求LED燈具的溫升應小30℃。

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