大家共同來(lái)探討一個(gè)設(shè)計(jì)方式:散熱是靠面積的道理顯而易見(jiàn),是否可以將散熱面做成柱狀或多面形錐體。
在增加散熱面保證散熱效果的基礎(chǔ)上,解決了不同方向的風(fēng)和雨的自然沖刷可易性和清除灰塵的粘敷性的問(wèn)題,保證了熱沉殼體的散熱效果不受惡劣環(huán)境的影響。
以現(xiàn)在的金屬加工技術(shù)來(lái)看,機(jī)械加工是不可能做出理想化的絕對(duì)的平整表面,即便是鏡面,也有很多細(xì)小的坑凹,只是肉眼不太容易發(fā)現(xiàn),除了表面上存在坑凹外,還會(huì)有很多細(xì)小雜質(zhì),如灰塵什么的。當(dāng)散熱器表面和芯片表面接觸時(shí),存在的很多溝壑或空隙中都是空氣??諝獾膶?dǎo)熱能力很差,因此必須用其它物質(zhì)來(lái)降低熱阻,否則散熱器的性能會(huì)大打折扣,甚至無(wú)法發(fā)揮作用。
作為解決辦法,導(dǎo)熱介質(zhì)就應(yīng)運(yùn)而生了,它的作用就是填充兩個(gè)接觸表面之間大大小小的空隙,增大發(fā)熱源與散熱片的接觸面積。導(dǎo)熱硅脂是我們最常見(jiàn)的導(dǎo)熱介質(zhì)。
導(dǎo)熱硅脂是用來(lái)填充鋁基板與散熱片之間的空隙的材料的一種,這種材料又稱之為熱界面材料。其作用是用來(lái)向散熱片傳導(dǎo)鋁基板散發(fā)出來(lái)的熱量,使鋁基板溫度保持在一個(gè)可以穩(wěn)定工作的水平,防止鋁基板因?yàn)樯岵涣级鴵p毀,并延長(zhǎng)使用壽命。
作為一種化學(xué)物質(zhì),導(dǎo)熱硅脂有著一些反映自身特性的相關(guān)性能參數(shù)。了解這些參數(shù)的含義,大致上可以判斷一款導(dǎo)熱硅脂產(chǎn)品的性能高低。
導(dǎo)熱系數(shù)(Thermal Conductivity),導(dǎo)熱系數(shù)的單位為W/m•K(或W/m•℃),表示截面積為1平方米的柱體沿軸向1米距離的溫差為1開(kāi)爾文(K=℃+273.15)時(shí)的熱傳導(dǎo)功率。數(shù)值越大,表明該材料的熱傳遞速度越快,導(dǎo)熱性能越好。
目前主流導(dǎo)熱硅脂的導(dǎo)熱系數(shù)均大于1W/m•K,優(yōu)秀的可達(dá)到6W/m•K以上,是空氣的200倍以上。但是和銅鋁這些金屬材料相比,導(dǎo)熱硅脂的導(dǎo)熱系數(shù)只有它們的1/100左右,換而言之,在整個(gè)散熱系統(tǒng)中,硅脂層其實(shí)是散熱瓶頸之所在。對(duì)于一個(gè)散熱系統(tǒng)而言,不僅是散熱器的事,導(dǎo)熱介質(zhì)也是很重要的組成部分:
散熱系統(tǒng)的總熱阻 = 散熱器熱阻 + 導(dǎo)熱介質(zhì)熱阻
導(dǎo)熱硅脂作為我們最常用的導(dǎo)熱介質(zhì),其重要性不言而喻了,要降低其熱阻,一方面取決于產(chǎn)品本身的性能, 另一方面取決于對(duì)產(chǎn)品的使用。因此我們要盡量選用那些導(dǎo)熱性能好熱阻低的導(dǎo)熱硅脂,并在使用上多加注意,在保證硅脂完全填充熱源和散熱器表面空隙前提下,涂抹方式硅脂層盡可能地薄。
值得大家注意的是普通導(dǎo)熱硅脂在高溫環(huán)境中使用一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)“干化”或“硬化”現(xiàn)象,將會(huì)大大影響散熱效果。因此在鋁基板與熱沉之間的導(dǎo)熱環(huán)節(jié)需重視。
有關(guān)人士正研究在熱沉材料上進(jìn)行特殊的陶瓷化處理直接安裝線路,經(jīng)過(guò)這樣的優(yōu)化后將會(huì)根本解決散熱的導(dǎo)熱環(huán)節(jié)。
從國(guó)內(nèi)現(xiàn)有參與制作LED路燈的企業(yè)廠家來(lái)看,大部分是沒(méi)有制作過(guò)路燈,對(duì)路燈制作的技術(shù)具體要求較模糊,互相參照模仿,以常規(guī)傳統(tǒng)“蛇頭”形狀制作具多。當(dāng)今LED路燈矩形狀的重量與風(fēng)阻影響著路燈的改造安裝,在光學(xué)配光和維護(hù)要求上與其常規(guī)氣體放電燈燈具相比難度較大,特別是直接的使用方業(yè)主反應(yīng)強(qiáng)烈,給應(yīng)用推廣帶來(lái)了困難。
我從國(guó)家電光源檢測(cè)中心得到的相關(guān)信息,在諸多廠家送檢產(chǎn)品中就在IP防護(hù)這一項(xiàng)目上,絕大多數(shù)存在問(wèn)題,而且意識(shí)不到問(wèn)題的所在,認(rèn)為我們的產(chǎn)品在水里都浸泡過(guò)也沒(méi)有問(wèn)題,怎么到檢測(cè)中心就出問(wèn)題?相信也有些產(chǎn)品在使用一段時(shí)間暴露出光源腔體存有水氣。我看到許多廠家在檢測(cè)中心排隊(duì)送檢的產(chǎn)品,感到心痛,很多彎路是可以避免的。在燈體密封結(jié)構(gòu)上,在密封圈的材料選用上,飛利浦的燈具在這方面就做了專門(mén)的研究。
在路燈造型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,不要跟著傳統(tǒng)路燈的模樣走。路燈的功能是要達(dá)到道路照明的要求,可以發(fā)揮LED光源的任意組合強(qiáng)項(xiàng),可制作成“變形金剛”的特點(diǎn),能真正做到“白天觀景,夜晚觀燈”的城市景觀效果。道路照明要求的是;一定的照度和路面均勻度與平均照度,常規(guī)照明燈具反射器的缺憾在路面平均照度上難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。在燈具出光效率的有效利用上,傳統(tǒng)路燈的效率標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)≥70%為合格,但實(shí)際上有一部分溢散光不能準(zhǔn)確地控制在照射面上并且無(wú)法利用,造成光污染,有效利用率約50%,而LED路燈的光學(xué)配光可以準(zhǔn)確控制光線方向,有效利用率達(dá)60%以上。
從當(dāng)今大功率LED路燈點(diǎn)光源及光效的特點(diǎn)來(lái)看,要滿足道路照明的要求,必須要把有效的光強(qiáng)利用到有效的照明范圍,道路照明的燈桿間距基本在30—40m,要保證道路的平均照度要求,其點(diǎn)光源LED燈具配光要使得路面沒(méi)有斑馬效應(yīng),需進(jìn)行相應(yīng)的二次光學(xué)系統(tǒng)配套設(shè)計(jì)。
高質(zhì)量的大功率LED路燈用模塊化配套的二次光學(xué)系統(tǒng)可以有效控制路燈照明的平均照度,10米高時(shí)為34米×12米近似矩形光斑,光斑形狀與均勻度均能滿足道路照明要求。
從以上兩點(diǎn)可以看出,只要LED路燈二次光學(xué)設(shè)計(jì)合理,投向目標(biāo)照射面的有效光通量和傳統(tǒng)路燈基本接近。
目前LED路燈的配光技術(shù)已經(jīng)有了很大的發(fā)展,有些廠家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出良好的二次配光系統(tǒng),而不再是單純依靠光源排列來(lái)配光,但綜合看,配光還不能做到完全合理,有些在道路內(nèi)側(cè)的配光較亮,均勻度也能滿足要求,但人行道側(cè)環(huán)境光的亮度明顯不足,SR值明顯不符合要求,還是廠家設(shè)計(jì)人員對(duì)道路照明標(biāo)準(zhǔn)的要求理解不夠。
免責(zé)聲明: 本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn),與 綠色節(jié)能環(huán)保網(wǎng) 無(wú)關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本站證實(shí), 對(duì)本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實(shí)性、完整性、及時(shí)性本站不作任何保證或承諾,請(qǐng)讀者僅 作參考,并請(qǐng)自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。