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璀璨灯光, 照亮前路
时间:2016-12-23  作者:模具联盟网  点击:  评论:  字体:T|T

    光二极管( LED)拥有高效性、寿命持久以及可控性等优势,因而日益成为广受青睐的照明光源。

    全球商业LED照明市场有望在2015年达到267亿美元,到2020年达到427亿美元。

    LED触感清凉,因此与白炽灯相比,热量流失更少。流经LED芯片的电能有30%转化成了光,而其它70%则转变成了热。(在白炽灯泡中,90%的能源作为热量流失)。以热量形式消耗的能量会相应减少以光形式输出的能量。如果任其累积,这种热量将最终损坏LED芯片,但是使用像铜这样的热传导材料则可轻松散热。但令人遗憾的是,大多数热导体同时也是电导体,因此LED芯片必须采取电气绝缘,才能避免设备短路。常见的散热方式是使用夹层结构的热衬底,由热传导金属和一层纤薄的介电材料构成,既能够尽可能高效地传热,又可以提供必要的电气绝缘。

    杜邦CooLam热衬底专门针对LED散热而开发,采用铜箔、聚酰亚胺电介质和铝散热器或铝散热基座夹层结构(从LED依次向外排列)。随着该产品在照明制造商中日益普及,也引发了面向特定应用优化配置的问题。例如,在使用较大或较小基座以及不同铝合金等情况下,该如何权衡性价比?

图1 CooLam热衬底由铜箔、聚酰亚胺电介质和铝基座组成。箭头所指为导热垫片的中心,在工作条件下无法测量。

图1 CooLam热衬底由铜箔、聚酰亚胺电介质和铝基座组成。箭头所指为导热垫片的中心,在工作条件下无法测量。

消费类商品

    对于负责应对这些问题的杜邦工程师来说,难题的关键就在于结温——芯片中温度最为关键的点。我们无法通过物理方式对该点的温度进行测量,因为该点位于芯片的内里深处。杜邦工程师通过使用ANSYS CFD软件对多种热衬底配置下的典型LED热传递进行仿真,解决了这一难题。他们制定的应用指南,有助于为几乎每一种应用判断其最佳配置。

图2 杜邦CooLam热衬底改善LED热管理。

图2 杜邦CooLam热衬底改善LED热管理。

图3 实验室中的测试设置采用黄色LED,LED安装在隐藏在LED后方的热衬底上,热衬底则安装在灰板上

图3 实验室中的测试设置采用黄色LED,LED安装在隐藏在LED后方的热衬底上,热衬底则安装在灰板上

LED冷却难题

    必须将LED芯片中心的结温控制在75到85摄氏度,才能提供最佳的光输出和使用寿命。用于冷却LED的传统方法(使用铝基FR-4玻璃增强环氧树脂材料制作的热衬底)受相对较低的导热性的制约。最近,行业转而采用具有夹层结构的金属芯印刷电路板( MCPCB)。在这种结构中,每一个组件都能理想地通过电路板传热,在此,可通过对流和辐射消耗热量。夹层结构中每一种材料的热属性和几何结构都是十分重要的参数,决定着结温以及LED的最终性能。

(编辑:梁嘉琪  来源:互联网)

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