詳解實現(xiàn)LED照明燈模塊標準化技術(shù)方案

　　自然對流傳熱過程中,驅(qū)動空氣流動的動力是：空氣受熱溫度升高,比重下降而產(chǎn)生的浮力,浮力與體積以及空氣的溫差(散熱片中的空氣溫度與環(huán)境空氣溫度之差)成正比,也就是說散熱片中的空氣溫度越高,浮力越大,空氣自然對流量也就越大。但是散熱肋片與空氣的對流傳熱卻與肋片溫度和散熱片中的空氣溫度之差成正比、與肋片面積(散熱面積)成正比,而散熱片所產(chǎn)生的空氣流動阻力與空氣流經(jīng)的距高(即肋片高)以及肋片密度成正比,肋片高和肋片密度表現(xiàn)為散熱面積。這些分析說明,在肋片式結(jié)構(gòu)中的自然對流傳熱中,通過增加肋片高或肋片密度(減小肋片之間的間隙)來增加散熱面,以達到提高散熱量,存在相反的、矛盾的因素,因而散熱量提高有限,甚至有可能是降低散熱量,得到相反的結(jié)果。

　　經(jīng)理論分析以及大量的實驗研究,得出：散熱片所占的空間尺寸一定,存在一最大自然對流散熱量,相對應(yīng)的是最佳肋片結(jié)構(gòu)(肋片密度),最大散熱量與散熱片的流通面積(空氣流經(jīng)的橫截面積)成正比。太陽花式散熱片,肋片圍著中心導(dǎo)熱柱伸出,LED芯集中在中心導(dǎo)熱柱端面上,LED芯(發(fā)熱源)到肋片根部距離短,則導(dǎo)熱熱阻低,導(dǎo)熱柱和LED芯所占的面積小,則流通面積大,因而太陽花散熱片是LED散熱最佳結(jié)構(gòu)。增加散熱片所占空間高度,有助于提高最大散熱量,但不是正比關(guān)系,高度越高,提高的效益越少。因而應(yīng)該對散熱片結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化處理,尋找出最佳肋片密度。本文在此指出,只有通過實驗研究分析才能找到最佳結(jié)構(gòu)。

　　在散熱片的上方設(shè)置對流罩,如圖5、6所示,利用煙囪抽吸原理,提高空氣流經(jīng)散熱片的流量,得到散熱量的強化提高,可以利用燈罩作為對流罩。對流罩的抽吸強度與對流罩內(nèi)的有效容積成正比,外觀尺寸表現(xiàn)為與對流罩的高度成正比。

　　對流罩豎立設(shè)置時,對流罩的抽吸作用最有效,散熱片采用太陽花式,LED芯只能朝上或朝下,圖5、6所示。圖7、8所示的LED燈,就解決了燈光平射問題,對流罩采用透明材料制成,此時對流罩就是燈罩,LED芯朝上,對流罩內(nèi)設(shè)置有反射鏡,從LED芯發(fā)出的朝上光線,經(jīng)反射鏡反射成平射。

　　單個太陽花散熱片的散熱量有限,對應(yīng)的單個LED燈芯的功率(即光照度 )也就有限,對于像路燈這類大功率照明燈,就采用數(shù)多太陽花式散熱片拼合成一體,每個太陽花散熱片帶有LED燈芯,這就可以根據(jù)需要拼合成多種光照度(功率)的照明燈。

　　圖9示出了一種路燈,散熱片為10個等六邊形太陽花式散熱片,采用蜂窩型結(jié)構(gòu)拼合。

　　經(jīng)大量的實驗分析研究得出：對流罩高取120mm(適合路燈和筒燈),散熱片結(jié)構(gòu)經(jīng)優(yōu)化,采用最佳結(jié)構(gòu),當(dāng)導(dǎo)熱芯與環(huán)境溫度差為30℃時,可得每瓦散熱用鋁不到4克的水平,和現(xiàn)產(chǎn)品每瓦100多克用鋁水平相比,提高非常顯著。可以說：LED散熱成本不應(yīng)再考慮,LED散熱將不再是問題。