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LED散热设计在技术资料里通常会讲得很复杂,热阻网络、热阻计算、结温推算——但这些计算的最终目的只有一个:确认热量能从LED的结温点顺畅地传导到空气里。这个链条上任何一个环节出现瓶颈,整体散热性能就会塌陷。
热阻是热量传导过程中遇到的阻力,类似于电流遇到电阻。从LED结温到空气,热量要经过多个热阻层:芯片结温到封装表面、封装表面到PCB或铝基板、铝基板到散热器、散热器到空气。这四个热阻层串联在一起,整体热阻等于各层热阻之和。
散热器设计里最容易被忽视的是中间两层——封装到基板的导热界面和基板本身的导热性能。芯片和封装本身的热阻由LED厂家决定,散热器的大小和鳍片设计也能看出来,但导热硅脂的选择、铝基板的厚度和导热系数,这些在采购阶段很少有人去关注,却是实际热阻里占比很大的一部分。
石墨烯散热和热管技术是近两年被高频提到的两个散热方案。两者解决的问题都是"普通铝鳍片被动散热在高功率密度下不够用"的情况。
石墨烯散热片的导热系数比普通铝材高很多,可以更快地把热量从热源传导到鳍片上。热管技术则是利用相变原理——管内的工质在热端蒸发,蒸汽流向冷端冷凝放热,传热效率远高于纯固体导热。这两种技术目前的成本仍然偏高,通常用在单颗功率50瓦以上的高功率密度灯具里。
对于普通商业和工业照明灯具(单颗功率5-50瓦),铝鳍片被动散热仍然是主流且性价比最高的选择。石墨烯和热管的溢价在低功率密度场景里看不到实质收益。
散热器的规格参数(尺寸、重量、鳍片数量)只是参考,不是品质证明。散热器好不好,最终要看灯具在真实工作条件下实际运行时的结温。
结温测试需要在灯具满载工作状态下,用热电偶或红外热像仪测量LED附近的温度,结合厂商提供的结温-热阻系数推算出结温是否在安全范围内。对于批量采购的项目,建议让供应商提供灯具在25°C环境温度下的满载结温实测报告,这是最直接的品质证明。
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文章来源:广州国际照明展览会
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