高油价、高电价年代,怎么有用进步照明设备的功率已成为节能、减碳的重要工作。跟着LED的发光功率与寿数提高,让本来只能做指示或辅佐用处的LED灯逐步拓宽到一般照明,可到达供给夜间交通安全照明与保持夜间治安的路灯设备,提高全体市容,到达省电、节能以及环保的多功能性。
LED路灯质量良莠不齐
LED路灯有必要遭到高、低气温差异以及日晒雨淋的气候检测,有些产品装置不到半年就毛病。LED路灯良莠不齐,形成使用者决心缺乏,市场需求天然疲弱。有些专家以为,现在LED的发光功率与高压钠灯相较尚有距离,作为装修照明和部分环境照明用无虞;但若作为路途照明用,现在只合适院(园)区通道或次干道;一起作为功能性为主的路途照明(主干道),尚有许多技能问题有待战胜,如散热、二次光散布、均匀度等,因而现在尚不宜做主干道照明。
光/机/电/热四大技能瓶颈待解
LED由于发光特性,输入电能约有80%以上转换成热能有必要排出,且LED晶粒属半导体资料,因而不耐高温,且发光功率会随芯片温度上升而下降,散热变成LED路灯的首要考虑。其次,路灯使用须契合路途照明标准,按照区域与路途情况的不同,别离会依据照度、照度均匀度等有不同的规则,因而光学的规划成为LED路灯第二大应战。其他如LED需求直流驱动,因而摆放方法与电源供应器的选用都是技能要点,还有耐风压、耐雷击、耐轰动等安全性考虑,都添加LED路灯规划困难性。
简略来说,LED灯具就是要考虑热、光、电、机四大部分。现行市场上技能瓶颈最高的就是热与光,以下将就此两大技能部分进行评论。
借散热组织/被迫散热/组件处理散热问题
LED芯片可接受的最高温约为125~150℃。在LED路灯使用上,环境温度可达35℃以上,乃至高温区域40℃以上,若不能有用散热(操控结点温度),LED的寿数将快速递减。依据Cree的数据显现(图1),若可将发光芯片结点温度操控于65℃,LED的全体寿数将可达10万小时(以光衰30%核算)。
LED灯从芯片开端发热,至散热装置把热散掉,整个热传示意图如图2。前段从LED芯片到LED底座与LED封装规划有关,所以挑选耐温的芯片、荧光粉、封装原料以及热阻低的封装规划就是首要要件,现在热阻一般均可达10K/W以下,较好的技能已经有到达5K/W的水平。而后段LED底座到空气端则与散热组织有关。
大功率LED的散热组织一般有几种方法:
? 自动散热
加装电扇强制散热、水冷散热技能、半导体制冷芯片。
? 被迫散热
天然散热、热管加鳍片、均温板加鳍片、回路热管技能等。
以路灯使用来说,野外装置电扇稳定性会有问题,水冷式散热与半导体制冷芯片则由于需要额定支付更多电力散热,且散热端亦需要别的结构散热,在LED路灯使用上,苛刻的野外环境应防止这样的规划。以下将剖析被迫散热方法的原理和相关比较。
? 天然散热
天然散热使用热传导、热对流以及热辐射作为根本的散热原理。首要系使用热传导将热导到灯具外壁面,再藉由灯具表面积或鳍片与周围空气的对流散热和对周围物体的辐射散热(图2)。
? 热管加鳍片
热管的传热现象,使用物质相变化时,可吸收或发出高热能的现象,因而使得热管为具有极高的热传功率之设备。一般热管仍须在冷凝端加鳍片散热,已经是很老练的技能,多使用于核算机类设备中。
? 均温板加鳍片
均温板与热管的原理与理论架构相同,只要热传导的方向不相同,热管的热传导方法是一维的,是线的热传导方法,而均温板的热传导方法是二维的,是面的热传导方法。