LED照明燈科學發展之路——散熱將不再是問題
上傳人:秦彪/撰 上傳時間: 2010-08-25 瀏覽次數: 451 |
圖13中的實驗曲線A為本專利技術設計的散熱片散熱特性實驗曲線,采用太陽花式鋁材散熱片,結構尺寸經優化計算設計,采用了高為120mm的對流罩,散熱片外徑為Ø88mm,重為80克。與曲線B比較可以看出,當?T(Tw—To)為30℃時,本專利技術設計的散熱片的散熱量是現所示產品的1.5倍,可以計算得出,表面對流傳熱系數h提高了兩倍,折算成每瓦散熱用鋁材為3.6克/瓦。如果按LED燈實際發熱量為17.5W計算,采用本專利技術設計的散熱片,溫度可降低10℃之多。本專利技術設計的散熱片成本也就是2元人民幣多點(按25元/Kg擠鋁型材計算),而現所示產品,要加30%之多的切削耗量,以及煩瑣的機械切削工序,生產效率非常低,費用要達到近20元/件。
表1列出了20W筒燈現產品實際照明情況下的散熱特性,與本專利技術樣品的比較,圖14為本專利技術樣品照片,圖15為本專利技術設計圖,所用的LED芯片為Cree Xlamp XP-E,現產品采用了10顆,專利改進一也用10顆,專利改進二用9顆,都采用串聯。
總功率——采用功率計實測出的數據,包括了驅動電源的損耗。
Tw——Led芯片所焊在鋁基板的溫度,現產品是采用了6根熱電偶,貼在鋁基板表面所測溫度的平均值,本專利改進則采用了兩根熱電偶,在鋁基板側鉆有Φ1.2mm,深4mm的孔,兩熱電偶插入孔中測得的溫度平均值。
從表1可以看出,采用本專利技術設計的LED燈產品,溫度降低了9℃。
圖16(a)是某廠現標稱為60W的LED筒燈,外徑為Ø185mm,高為130mm,其散熱片采用熱管加肋片結構,圖16(b)示出了其拆除沖孔網罩的內部結構。圖17中的散熱特性曲線F和E分別為該散熱片帶網罩和無網罩的實驗結果,比較兩曲線,可得:網罩對散熱量影響是明顯的。圖17中的曲線D是采用本專利技術的優化計算設計的散熱器的散熱特性曲線,是由7個等六邊形太陽花式散熱片拼裝成的,最大外徑為Ø185mm,對流罩高為120mm。與現產品比較(曲線F),散熱量得到顯著提高,當溫度差?T(Tw—To) 為25℃時,散熱量提高了50%。現產品(如圖16(b)所示),采用熱管,結構復雜,生產工序多,生產效率低,其造價需要100多元/件。而本專利設計的散熱器,鋁材重為285克,按25元/Kg計算,也就是7.5元/件,不到現圖14所示產品的十分之一。
以上實驗結果及分析比較說明:本專利提出的LED燈散熱片技術方案,采用太陽花式散熱片,經優化處理,散熱成本顯著下降,可以說:LED燈散熱將不是問題,不用再考慮其散熱成本。
敬告
本文公開的技術方案涉及到專利知識產權,請務必得到許可,方可使用。
作者簡介:
秦彪,清華大學熱能系87級博士,主向為能源及環保,傳熱學及技術是其專業基礎,早在85年第一項專利申請就是傳熱產品。從2006年開始關注計算機散熱,申請并獲得多系列有關CPU散熱的專利,2008年開始研發LED散熱,已有系列專利申請,涵蓋LED燈具散熱、芯片封裝、模塊標準化,將成熟的先進傳熱技術引入電子芯片散熱領域,將對整個行業產生深遠影響。
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