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导热塑料散热器将能够满足大多常规LED灯具的散

文章作者:必威-化工塑胶 上传时间:2019-11-20

LED灯杯作为LED灯的散热器,是使LED灯在工作过程中产生的内部热能更易向外部环境散发,提高了电能转化成光能的效率。

大功率LED照明灯具在工作时会产生较多的热量,需要通过散热器将热量汇出并散发到环境中。本文系统地介绍了各类主要散热器特点,并对其材料性能特徵进行了分析和介绍。 LED(Light-emittingDiode的缩写)照明灯具是指采用半导体发光二极体技术做为发光源的一种新型环保照明产品。LED照明灯具有省电节能,易控制、免维护、安全环保、使用寿命长等特点,其使用寿命可达50,000-100,000小时,远超过传统钨丝灯泡的1,000小时及萤光灯管的10,000小时。LED作为一种新型的节能、环保绿色光源产品,其应用前景非常乐观,但LED在工作中发光的同时大部分电能都要转化为热能,如果热量不能及时的散出,LED的结温会不断的升高,当LED结温超过一定的限度就会发生不可逆光衰,造成LED工作寿命降低甚至损坏,因此LED灯具需要散热器将自身产生的热量散出才能正常工作。 一.普通照明大功率LED灯具介绍 1.常见类型球泡灯、射灯、蜡烛灯、管灯、吸顶灯、路灯、车灯等,并根据介面的规格不同有很多型号(部分灯具样品如图1)。 LED照明灯的基本结构包括三大部分,A:发光源结构:即LED灯板包括发光体,LEDPCB板等;B:LED驱动电源,可分为隔离电源和非隔离电源;C:LED散热,散光或导光组件:包括LED散热器、LED灯罩或LED导光体等。其基本如图2。 二.LED高效安全散热器工作原理介绍 散热器的主要作用是将LED晶片工作中产生的热量不断汇出并散发到环境中,使晶片的温度保持在所要求的范围内,从而保证LED灯能够正常工作。从LED晶片产生的热量主要以热传导的方式依次通过LED封装结构件、电路板、灯具散热结构件,後以对流和热辐射的方式把热量从散热结构传至环境中。常见的LED散热器散热模式如图。 散热器的好坏主要取决於在满足安规的条件,散热器的热阻性能。热阻越小,相同条件下LED灯结温越低,LED结温越低,晶片使用寿命就会越长。散热器的热阻应该包括导热热阻和散热热阻两部分。对於一定形状的散热器,导热热阻主要与散热器材料的导热系数有关,导热系数越大,导热热阻越小,导热效果越好;在一定环境条件下,散热热阻主要取决於散热器的散热面积以及散热器表面材料的辐射系数,散热面积越大、辐射系数越高,散热热阻越小,散热效果越好。 三.常见LED散热器不同材质介绍 所谓LED散热器就是能够将LED晶片工作中产生的热量快速地汇出并散发到环境中的一个元件,因此作为散热器仅具有一定的散热面积是不行的,制作散热器的材料必须具有一定的导热性,也就是要具有较高的热导率,才能将晶片产生的热量不断汇出,并终散到环境中;当然对於导热材料,除了导热性外,还应当具有比重小、价格低、强度高、容易加工等特点。 常用材料通常包括金属材料,无机非金属材料和高分子材料三大类,其中高分子材料又包括塑胶、橡胶、化学纤维等。导热材料一般为金属和部分无机非金属材料。在常见金属中,铝和铜的导热系数比较高,但铜的价格高,比重大,加工性不如铝,而铝质散热器完全能满足LED散热的要求,因此在LED金属散热器中以铝质散热器为主,铜质散热器并不多见,另外也有少量散热器是铁质的。导热性好的无机非金属材料加工前一般多为粉末状,需要经过特种工艺加工成型,加工成散热器後基本为陶瓷状;有些无机非金属材料导热系数很高又非常绝缘,但价格很高,如金刚石、氮化硼、氮化铝等;有些虽然导热系数高但不绝缘,类似金属,如石墨、碳纤维等;并且将无机非金属粉末加工成形状复杂的陶瓷散热器是非常困难的,因此,虽然陶瓷LED散热器是有应用的,但存在很大的局限性,需要进一步完善和提高。高分子材料本身导热性是比较差的,但如果将导热性好的金属粉末或非金属粉末添加到塑胶或橡胶中,制成导热塑胶或橡胶等,其导热性会大幅提高。导热橡胶因其特有的弹性,是其它导热材料无法替代的,因此在某些领域已经广泛应用,但因其刚性较差,作为散热器材料可能不太合适;导热塑胶单独或配以金属嵌件做成的LED散热器是近开发成功的新一代LED散热产品,如果设计得当,可以达到压铸铝散热器的散热效果,并且外表面绝缘,使用更加安全,是今後LED散热器发展的方向。下面就几种常见不同材质的LED散热器简单作一介绍。 1.铝质散热器目前较常见的LED散热器主要是铝质散热器,一般包括压铸铝和拉伸铝散热器两种。主要原因是金属铝的导热系数较高,比重小,易加工,价格便宜等。其中压铸铝散热器是目前常用的,其导热系数70-90W/m.K,外形较美观,形状可多变,价格适中;缺点是本身不绝缘,为了安全需要增加绝缘胶或套,而绝缘胶或套一般导热较差,对散热是不利的,同时成本也会增加。另外,压铸铝散热器模具成本较高,不利於新品的开发;生产过程需要消耗较多的能源,并且二次加工成本偏大。拉伸铝散热器导热系数200W/m.K左右,导热很好,一次加工成本较低,但往往需要二次加工,二次加工成本较高,而且形式较单一,同样需要增加绝缘处理,目前主要用於路灯及较大功率的室内LED照明。 2.导热塑胶散热器由国外几家大公司开发出的导热塑胶LED灯具散热器,不仅解决了铝质散热器本身不绝缘的问题,而且散热器的重量也有所减轻。目前生产LED散热器导热塑胶的公司主要有荷兰的帝斯曼,沙特的SABIC,日本的东丽公司等。导热塑胶主要是由尼龙、PBT等耐热性好的塑胶加入高导热的无机填料,如氮化铝、氮化硼等组成;其本身导热系数通常为通用塑胶的5-15倍,一般只有1-6W/m.K左右。现有导热塑胶的产业化主要局限是成本很高,售价约合100-300元人民币/Kg,制成散热器的价格也比压铸铝散热器高,虽然在一些生产LED灯具的大公司如飞利浦公司等有一定应用,但近期还无法大量替代铝质散热器。 3.Thertrans导热复合材料散热器是近在市场上深受关注的新型LED散热装置,由上海合复新材料科技有限公司独立开发完成。其散热性能优异类似于传统金属散热器,具有类似导热塑胶的电绝缘性能。更为表现突出的是,具有非常高效的工业化成型性能,可采用远低於金属和传统导热塑胶的低温加工成型技术.Thertrans导热复合材料散热器一般由Therpoxy导热复合材料和内嵌金属铝件两部分组成。铝件采用冲压铝材,导热系数200W/m.K以上,这种铝嵌复合材料式散热器的散热性优异,可以与压铸铝散热器的散热效果接近或相当,加工也相对容易。从测试结果,Thertrans复合材料散热器的散热效果可以和相同形状压铸铝散热器接近,或者说相同形状的Thertrans导热塑胶散热器和压铸铝散热器的热阻基本一致。 除了导热散热性能优势外,Thertrans复合材料散热器外形美观,式样多变,可用注塑机加工成型,其重量比相同形状压铸铝散热器低三分之一左右,而且不必另外增加绝缘处理,甚至可以将螺纹口等与散热器一起成型,有效减少了LED灯具生产厂家的组装工序及成本。 Thertrans散热器采用的Therpoxy导热复合材料,其导热系数约为3W/m.K左右,价格只有传统高性能导热塑胶的一半,甚至不到,材料具有导热、绝缘、阻燃、耐热、环保、耐老化、易成型、重量轻、价格较低等特点。其中阻燃可达到UL94V0@0.6mm,符合RoHS环保要求,表面耐击穿电压4000V以上,因此能较好地平衡产业化过程中的性能价格问题,受到较好的市场认可。

导热塑料灯杯在LED照明界的应用优劣对比有哪些呢?下面小编为您讲解:

LED灯具中用到大量的塑料制件,包括LED封装元件、LED光学透镜、光散射元件、高效散热元件、光反射和光漫射板等,而导热塑料也正越来越多地取代金属部件应用于LED灯具的导热部件,其主要包括灯座、冷却散热灯杯和外壳等。 从全生命周期来看,有机复合材料导热塑料更加环保,较金属材料生产所消耗的能源更少,生产过程污染小,符合国家节能减排、能源节约的需求。随着LED光效的提升及产生的热量减少,LED散热的要求将逐步降低,导热塑料散热器将能够满足大多常规LED灯具的散热需求。预计不久将获得较为快速的发展,产业链分工也会进一步清晰。 据了解,当前传统的灯具外壳散热材料主要包括以下三种:金属材料、陶瓷和一般塑料。相对于金属材料,导热塑料具有散热均匀、重量轻、及安全系数高、造型设计灵活等特点;相对于陶瓷,导热塑料坚固、成型加工方便、造型设计自由度更高;相对于一般塑料,导热塑料的膨胀系数较高。 轻量化 纯铝的密度为2700kg/m3,铝合金的密度则更大,而导热塑料的密度通常在1500~2000kg/m3,选用导热塑料散热可以大幅的下降照明商品的分量,使得照明商品轻量化,有用的削减装置、运输的间接本钱。 规划自由度高 规划的自由度是有机导热塑料的杰出优点。铝材散热器的主要出产办法是压铸或拉伸成型,在出产过程中较难进行较杂乱形状的加工。而有机塑胶杰出的流动性,可以出产很薄的部件,以及规划愈加杂乱的形状,还可以进一步完成商品轻量化。并且,注塑商品漂亮,光洁度好,可以在不需要后续喷涂、上色等工序的情况下完成商品色彩的多元化。 规划批量化出产 导热塑料可以一次成型,无需后加工,简单完成大规划批量化出产,完成规划效益。有用的削减了铝资料在挤出成型后的去毛边、镀镍等后道工序。一起,模具的耗费较铝合金等资料出产小,寿命长,削减了加工周期和本钱。安全并简化电源构造 铝散热器由于其高导电性,若选用非阻隔式电源则很难经过耐高压方面的测验认证。导热塑料的绝缘特性,在耐高压测验方面具有肯定的优势,使得选用非阻隔式电源出产灯具变成一种也许,不仅可以下降本钱,使商品规划得愈加细巧,更主要的是削减了用户使用过程中金属外壳导电也许发生的安全隐患。安全环保,能够做到循环利用,良好的绝缘性保证其使用时的安全。 随着中国政府部门对此给予更多的关注,在专用材料方面加大技术创新和投入的力度,LED材料尤其是导热性塑料将会有非常好的应用前景和发展空间。

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LED灯行业开发初期最常见的LED灯散热器是铝合金材料挤压或压铸成型,但因其比重大,后加工成本高且效率低等缺点,限制了其在大功率LED散热器的应用。而改性PA66、改性PPS导热材料相比铝合金材料,其具有重量轻、成本低、易加工、可成型复杂形状样品、可循环利用,符合各项环保要求等特点,成为目前LED灯杯的首选材料。

1、导热塑料灯杯与铝合金LED灯杯相比密度小、质量轻、易携带。重量仅为铝合金的一半左右,使成品装置的震动得到有效减少,设备的稳定性得到有效提高;

LED行业的发展快速,在高端材料领域的突破越来越多,而在一种材料中,塑料制品作为平民高富帅,已经跻身LED一线,成为LED圈内新贵,走上了人生巅峰!下面本文就给大家介绍下LED照明灯具散热新贵——导热塑料的相关知识,想要了解的小伙伴可以和本小编一起来看下!

目前,广东顺德鸿塑高分子材料有限公司成功开发了以尼龙66、聚苯硫醚为基体树脂的高导热型复合材料投入市场并取得良好地效果。以尼龙66改性的高导热复合材料的的密度为1.5±0.05g/cm3,以聚苯硫醚的高导热复合材料的密度为1.73±0.05g/cm3远低于铝合金材料的密度,可以满足大功率LED散热器的重要要求,HS-PA66-TR40、HS-PPS-TR40在室温状态下达到6.53-8.65W/m.K,是纯尼龙66热导率的26倍,是纯聚苯硫醚热导率的28倍。

2、注塑工艺相比金属浇铸工艺,LED导热塑料灯杯效率高,避免浇铸,压铸,打磨,抛光,镀镍的一系列工艺。可使用普通注塑机进行加工,和普通塑胶原料的加工工艺相同,可大批量快速工业化生产,不需要进行二次加工,大大缩短了产品的生产周期;

LED灯具中用到大量的塑料制件,包括LED封装元件、LED光学透镜、光散射元件、高效散热元件、光反射和光漫射板等,而导热塑料也正越来越多地取代金属部件应用于LED灯具的导热部件,其主要包括灯座、冷却散热灯杯和外壳等。

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