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突破LED应用关键技术 实现LED路灯产业化

上传人:曹若杨

上传时间: 2009-06-17

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  关键词:效率 散热 非对称配光 产业化

  前言:

  随着社会发展的进步,节能减排成为了时代的强声国家大政方针的确立,又为LED应用发展提供了坚实的基础。科技部“十城万盏”路灯重大示范项目的实施,众多省市热情高涨的自主LED路灯项目,这如火如荼的燎原之势,明示了LED无可置疑的节能效果和其应用的强大生命力。但由于目前LED路灯尚缺少统一的技术标准和测量标准,没有某些强制性的性能指标,在群雄四起的时代,LED路灯质量的良莠不齐,在一些地方过早地使用,影响了社会和用户对LED灯具的信心。固此,加强技术研发持续提高LED路灯的整体综合质量,依然是LED应用业界的重中之重。


图1 大功率LED路灯

  一、 LED路灯的散热

  在大功率LED路灯的整体设计过程中快速有效地散热是LED路灯重点解决的问题,因为LED光源的光衰和寿命与工作温度的高低有决定性关系。目前LED路灯主要采用热管散热和自然散热2种方式。

  1、热管散热

  热管广泛用于CPU的散热,效率高,但需配带热管和运动介质。还需要配合灯具结构作弯、压加工,制作和安装复杂,比较适合集成LED模组光源中使用,如50W、100W甚至更大功率的集成LED。由于在热管中加有运动介质,一旦介质泄漏即会造成整个热管系统失效,而导致LED结温急剧上升。此外,不管由于某种原因造成LED路灯失效,修理也较复杂,需要熟练的专业技术人员方可。

  2、自然散热

  自然散热是目前LED路灯比较常见的散热方式,具有制作简单,性能可靠,成本低廉的特点,但效率较低。如何提高散热效率是应用自然散热方式的关键所在,我认为首先要有良好的材质和导热界面,足够的散热面积和蓄热能力,在必须满足以上的几个条件的基础上,自然散热方式的灯具设计的真谛在于突出一个“快”字,也就是如何提高冷热空气的快速流动交换是关键,使路灯上的热量通过冷热空气的迅速移位而散发出去,从而达到事半功倍的效果。一味盲目简单地增加热容量和散热面积,只会将LED路灯做得重量很重外形不美的产品,这是走进了采用该种散热方式的认识和设计的误区。

  此外,充分降低各节点之间的热阻,以及高效驱动电路的设计和合理安装也是非常重要的。

  总之,大功率LED路灯的散热是一个系统工程,需要经过设计、试验和检测三部曲,只有这样才能做到正真的科学与合理。

图2 自然散热的热成像曲线图

  我们制作的一款功率为140W的自然散热式大功率LED路灯经检测在25℃常温下,其LED结温温升为37℃,这样的数值在国内业界是不多见的,我们还在作进一步的优化,以得到更理想的结温温度。

图3 大功率LED路灯结温温升曲线图

  目前LED热阻大约在8℃/W左右,随着电光转换效率的不断提高,LED热阻也将会继续下降,大大降低了采用自然散热路灯的设计难度,LED综合性能的不断提高加上精心科学的设计,自然散热方式才能真正体现出制造方便、价格低廉、性能可靠的优势,也必将是未来LED路灯散热的主流方式。

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