led降溫系統(tǒng)

led降溫系統(tǒng)概述

LED燈的含義

所謂led(Light-emitting Diode的縮寫(xiě)) 燈是指采用半導(dǎo)體發(fā)光二極管技術(shù)做為發(fā)光源的一種新型環(huán)保照明產(chǎn)品。LED 燈具有省電節(jié)能，易控制、免維護(hù)、安全環(huán)保、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，其使用壽命可達(dá)50,000-100,000小時(shí)，遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)鎢絲燈泡的1,000 小時(shí)及螢光燈管的10,000 小時(shí)。LED作為一種新型的節(jié)能、環(huán)保綠色光源產(chǎn)品，必然是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。

LED燈面臨的散熱困境

LED的優(yōu)點(diǎn)之一是擁有很高的光電轉(zhuǎn)換效率，與傳統(tǒng)光源相比有很大的提升，不過(guò)目前LED燈具產(chǎn)品尚有不足，發(fā)光效率偏低，主流產(chǎn)品的光電能轉(zhuǎn)換效率大概還是只有15-20%,這意味著多達(dá)80-85%的電能還是轉(zhuǎn)換成了熱量，因此工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生較多的熱量，需要使用一些散熱設(shè)備將熱量導(dǎo)出并散發(fā)到環(huán)境中，否則將會(huì)影響LED設(shè)備的使用壽命甚至導(dǎo)致無(wú)法工作。由于受到目前技術(shù)發(fā)展的限制，散熱問(wèn)題一直是LED照明面臨的重要挑戰(zhàn)。

清華大學(xué)退休教授、美國(guó)PAM公司顧問(wèn)茅于海認(rèn)為，LED散熱面臨的主要挑戰(zhàn)還是體現(xiàn)在大功率路燈，以及體育場(chǎng)和球場(chǎng)高亮度燈的這些大功率LED設(shè)備的使用散熱過(guò)程。因?yàn)檫@些LED設(shè)備功率大，所需散的熱量也大，而且在露天面臨各種炎熱暴曬天氣，增加了散熱的難度。劇場(chǎng)的高亮度聚光燈也是難點(diǎn)之一。另外，高功率PAR38燈由于體積小、功率大，要求無(wú)電磁干擾也增加了散熱的難度。

目前普通散熱模式

目前普通的LED路燈的散熱方式主要有:自然對(duì)流散熱、加裝風(fēng)扇強(qiáng)制散熱、熱管和回路熱管散熱等。這幾種散熱方式有其存在的意義和作用，但也相應(yīng)的有其缺點(diǎn)和不足之處，例如風(fēng)扇散熱方式系統(tǒng)略顯復(fù)雜，可靠性比較的低，經(jīng)常是風(fēng)扇的壽命比芯片還短，現(xiàn)在基本上已被業(yè)界拋棄;而熱管散熱雖被業(yè)界所接受，使用比較廣泛但效果上還是較為牽強(qiáng)，往往不能達(dá)到LED工作的最佳溫度;另外還有一種就是用散熱片散熱，通過(guò)散熱片和LED熱源結(jié)的接觸來(lái)通過(guò)散熱片帶走多余的熱量，但往往因?yàn)樵O(shè)備大小所限導(dǎo)致散熱片表面積有限，效果還是不盡如人意。

燈杯式散熱器(鋁)散熱功耗≤60W

熱管式散熱器散熱功耗≤100W

散熱功率達(dá)200W的微槽群散熱器

不管是熱管回路還是散熱片的散熱都是采用被動(dòng)式散熱方式，即熱源的熱量被散熱器接收然后散熱器再在空氣中散發(fā)傳導(dǎo)過(guò)來(lái)的熱量，這種散熱方式在小型設(shè)備或小功率設(shè)備中使用和存在比較廣泛，對(duì)于功率大熱量大的設(shè)備來(lái)說(shuō)上述散熱方式就顯得捉襟見(jiàn)肘了。由于被動(dòng)散熱器受制于有限的換熱能力，單位時(shí)間內(nèi)能帶走的熱量很有限，使得用來(lái)冷卻大功率LED模組的散熱器不得不做得很大很重，這就不符合大功率LED散熱系統(tǒng)小體積的需求。

先進(jìn)的LED散熱模式

通過(guò)強(qiáng)制對(duì)流換熱的高效散熱能力快速帶走熱量，降低LED芯片的溫度，并且同時(shí)減小了散熱器的體積及重量，更好地滿足照明設(shè)計(jì)小型化的要求，這就是所謂的主動(dòng)式散熱。而市場(chǎng)上常見(jiàn)的主動(dòng)式散熱就是壓縮機(jī)式散熱，例如我們家庭里常見(jiàn)的冰箱空調(diào)等設(shè)備都是產(chǎn)生冷源的主動(dòng)式散熱設(shè)備，工業(yè)用的主動(dòng)散熱設(shè)備有機(jī)柜空調(diào)、微型壓縮機(jī)芯片降溫等，可以說(shuō)采用主動(dòng)式散熱是將來(lái)大功率LED散熱的方向所在。受到體積的限制，在LED設(shè)備中通常不會(huì)采用很大尺寸的散熱器，因此微型壓縮機(jī)散熱系統(tǒng)對(duì)大功率LED行業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇?，F(xiàn)有的微型壓縮機(jī)中尺寸最小的當(dāng)屬由美國(guó)Aspen公司研制開(kāi)發(fā)的全球最小的微型直流壓縮機(jī)，以該壓縮機(jī)為核心壓制的微型散熱系統(tǒng)現(xiàn)已由深圳某公司研制成功:

全球最小的微型直流壓縮機(jī)

壓縮機(jī)散熱原理、特點(diǎn)

該套設(shè)備可廣泛用于軍事、醫(yī)療、電子、IT行業(yè)的降溫散熱。這款全球最小的微型壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)是利用壓縮機(jī)制冷原理，通過(guò)冷媒帶走熱量，主動(dòng)產(chǎn)生冷源來(lái)冷卻需要降溫的設(shè)備，整套設(shè)備均具有超小體積，高制冷量，適應(yīng)高溫工況等特點(diǎn)，可滿足各種便攜移動(dòng)，狹小空間，局部降溫，直接制冷等多方面的應(yīng)用，而在大功率LED降溫系統(tǒng)上的應(yīng)用則是完全滿足其對(duì)小體積大散熱量的需求。

微型壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)

該散熱系統(tǒng)LED散熱解決方案有以下特點(diǎn):

1、 微型壓縮機(jī)散熱系統(tǒng)體積小，由于其核心系統(tǒng)采用全球最小的微型壓縮機(jī)，所以其整體體積非常小，適合用于對(duì)散熱體積需求小的設(shè)備。

2、 微型壓縮機(jī)散熱系統(tǒng)蒸發(fā)器部分，也就是和熱源的接觸部分體積非常小，僅有45mmX45mm，可以根據(jù)用戶尺寸進(jìn)行訂做，可大可小。而接觸冷頭部分材料則是使用優(yōu)質(zhì)銅材，大大減小了LED芯片熱源與傳導(dǎo)冷媒之間的熱阻，使得熱量傳導(dǎo)更加快速，根據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)測(cè)試，蒸發(fā)器接觸表面和散熱冷媒的溫差最高僅為10℃，在冷媒散熱溫度為30℃的情況下，熱源接觸面的溫度僅僅為40℃，熱源發(fā)熱功率此時(shí)可以達(dá)到500W，以光電轉(zhuǎn)換率為50%的大功率LED設(shè)備而言，500W的散熱功率相當(dāng)于解決900~1000W的LED光照設(shè)備的散熱問(wèn)題，可以說(shuō)微型壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)的散熱功率基本滿足所有大型大功率LED設(shè)備的散熱需求。

壓縮機(jī)散熱的前景

這種新的散熱設(shè)備可以真正把光衰壽命做到十年以上，通過(guò)增加散熱器的長(zhǎng)度，該方案可以用在1000瓦以上的投射燈、探照燈上，包括目前市場(chǎng)上正在開(kāi)發(fā)的400W、600W、800W、1200W以上的投射燈、探照燈等。據(jù)悉，這款解決方案不但可以用在LED路燈，還可以用在其他超大功率LED燈，如運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)、碼頭、大橋投射燈，高爾夫球場(chǎng)燈、RGB舞臺(tái)燈、RGB景觀投射燈、廣場(chǎng)燈、軍事探照燈等，因?yàn)檫@些大功率LED設(shè)備都需要良好的散熱性能，可以預(yù)見(jiàn)，微型壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)將在大功率LED領(lǐng)域擁有非常廣闊的前景和未來(lái)。