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LED照明灯科学发展之路——散热将不再是问题

上传人:秦彪/撰

上传时间: 2010-08-25

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  图13中的实验曲线A为本专利技术设计的散热片散热特性实验曲线,采用太阳花式铝材散热片,结构尺寸经优化计算设计,采用了高为120mm的对流罩,散热片外径为Ø88mm,重为80克。与曲线B比较可以看出,当?T(Tw—To)为30℃时,本专利技术设计的散热片的散热量是现所示产品的1.5倍,可以计算得出,表面对流传热系数h提高了两倍,折算成每瓦散热用铝材为3.6克/瓦。如果按LED灯实际发热量为17.5W计算,采用本专利技术设计的散热片,温度可降低10℃之多。本专利技术设计的散热片成本也就是2元人民币多点(按25元/Kg挤铝型材计算),而现所示产品,要加30%之多的切削耗量,以及烦琐的机械切削工序,生产效率非常低,费用要达到近20元/件。

  表1列出了20W筒灯现产品实际照明情况下的散热特性,与本专利技术样品的比较,图14为本专利技术样品照片,图15为本专利技术设计图,所用的LED芯片为Cree Xlamp XP-E,现产品采用了10颗,专利改进一也用10颗,专利改进二用9颗,都采用串联。

  总功率——采用功率计实测出的数据,包括了驱动电源的损耗。

  Tw——Led芯片所焊在铝基板的温度,现产品是采用了6根热电偶,贴在铝基板表面所测温度的平均值,本专利改进则采用了两根热电偶,在铝基板侧钻有Φ1.2mm,深4mm的孔,两热电偶插入孔中测得的温度平均值。

  从表1可以看出,采用本专利技术设计的LED灯产品,温度降低了9℃。

  图16(a)是某厂现标称为60W的LED筒灯,外径为Ø185mm,高为130mm,其散热片采用热管加肋片结构,图16(b)示出了其拆除冲孔网罩的内部结构。图17中的散热特性曲线F和E分别为该散热片带网罩和无网罩的实验结果,比较两曲线,可得:网罩对散热量影响是明显的。图17中的曲线D是采用本专利技术的优化计算设计的散热器的散热特性曲线,是由7个等六边形太阳花式散热片拼装成的,最大外径为Ø185mm,对流罩高为120mm。与现产品比较(曲线F),散热量得到显著提高,当温度差?T(Tw—To) 为25℃时,散热量提高了50%。现产品(如图16(b)所示),采用热管,结构复杂,生产工序多,生产效率低,其造价需要100多元/件。而本专利设计的散热器,铝材重为285克,按25元/Kg计算,也就是7.5元/件,不到现图14所示产品的十分之一。

  以上实验结果及分析比较说明:本专利提出的LED灯散热片技术方案,采用太阳花式散热片,经优化处理,散热成本显著下降,可以说:LED灯散热将不是问题,不用再考虑其散热成本。

  敬告

  本文公开的技术方案涉及到专利知识产权,请务必得到许可,方可使用。

  作者简介:

  秦彪,清华大学热能系87级博士,主向为能源及环保,传热学及技术是其专业基础,早在85年第一项专利申请就是传热产品。从2006年开始关注计算机散热,申请并获得多系列有关CPU散热的专利,2008年开始研发LED散热,已有系列专利申请,涵盖LED灯具散热、芯片封装、模块标准化,将成熟的先进传热技术引入电子芯片散热领域,将对整个行业产生深远影响。

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