散热器的作用是将LED芯片工作中产生的热量不断导出并散发到环境中,使芯片的结温保持在所要求的范围内,从而保证LED灯能够正常工作。散热器不仅要具有一定的散热面积,还要必须具备一定的导热性,即要具有较高的导热系数。
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料、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。
(1)铝质散热器
目前常用的LED散热器主要是铝质散热器,分为压铸铝和拉伸铝散热器两种。金属铝的导热系数较高,其密度小,易加工,价格也便宜。
注意:尽量将散热有关的结构件(散热器与外壳等金属部件)设计成一体化,有利于减小系统热阻。
目前最常用的散热器是压铸铝散热器,其导热系数为70~90W/(m·K),外形较美观,形状可多变,价格适中。另外,压铸铝散热器模具成本高,不利于新产品的开发;生产过程需要消耗较多的能源,并且二次加工成本偏大。
拉伸铝散热器的导热系数在200W/(m·K)左右,导热很好,一次加工成本较低,需要二次加工,二次加工成本较高,而且形式较单一,目前主要用于路灯及较大功率的室内LED照明。
注意:在常见金属中,铝和铜的导热系数比较高,但铜的价格高,密度大,加工性不如铝,而铝质散热器完全能满足LED散热的要求,具有密度小、价格低、强度高、容易加工等特点。(www.xing528.com)
(2)导热塑料散热器
塑料的导热系数一般都在0.2W/(m·K),当导热系数达到5W/(m·K),就可以达到最好的散热效果。不仅解决了铝质散热器本身不绝缘的问题,而且散热器的质量也有所减轻。导热塑料主要是由尼龙、PBT等耐热性好的塑料加入高导热的无机填料,其本身导热系数并不是很高,一般只有1~6W/(m·K)左右,只能用于较小功率的LED产品。
现在市面上有一种由导热塑料和内嵌铝件两部分组成的散热器。铝件采用冲压铝材,导热系数在200W/(m·K)以上,铝塑复合散热器的散热性甚至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。现有导热塑料的售价是相当高的,制成散热器的价格也比压铸铝散热器高,但近期是无法大量替代铝质散热器的。
注意:目前生产LED散热器导热塑料的公司主要有荷兰的帝斯曼公司、美国的SABIC公司、日本的东丽公司等。
(3)陶瓷散热器
陶瓷散热器具有耐高温;耐腐蚀;可以用陶瓷作为LED散热器进行散热,散热效果好;同等情况下,其使用寿命是金属散热器的几倍或几十倍的特点。
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