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LED燈具散熱問題及其可調(diào)整式熱保護技術(shù)的解析

2017-10-10 | rar | 0.3 MB | 次下載 | 免費

資料介紹

  伴隨LED照明市場高速發(fā)展,LED照明應(yīng)用相關(guān)產(chǎn)品愈趨于輕薄短小,而且功率需求卻更為強大,其中,關(guān)于散熱效能要求日益嚴(yán)苛。另外,LED電源模塊的失效率亦隨著燈具材料散熱效能有限而提高,因此,在LED照明控制 IC相關(guān)熱保護感測技術(shù),近來成為各LED燈具設(shè)計應(yīng)用之熱點。

  LED燈具散熱問題

  一般傳統(tǒng)的LED燈具以采用鋁散熱材料作為燈殼,雖有良好的散熱效果,但加工復(fù)雜、成本高、材質(zhì)重等缺點。LED照明燈具散熱原理上,需藉由物質(zhì)內(nèi)部傳導(dǎo)熱能的載體導(dǎo)熱機理。

  其中,金屬導(dǎo)熱佳主要是因為金屬具有自由電子因而能快速傳遞熱能;而塑料因無自由電子,分子振動困難,其熱傳導(dǎo)主要是材料本身晶格震動的結(jié)果,而聲子為主要熱能載荷者。

  相對的,塑料燈殼在設(shè)計、性能和成本方面的其他優(yōu)點,如重量輕(比鋁材輕20~40%)、兼具易成形、低成本,而且最為重要的特色是因塑料不導(dǎo)電,具備良好的電氣絕緣能力,故非隔離型LED照明驅(qū)動器采用塑料外殼已是大勢所趨。

  不過,一般塑料其導(dǎo)熱效能相當(dāng)差,樹脂種類材料也直接影響導(dǎo)熱好壞,一般塑料導(dǎo)熱系數(shù)k值一般只有0.2W/(m*K),約為金屬鋁之1/1000。無法有效散熱及影響LED燈具可靠度。

  LED燈具可靠度

  可靠度的概念,最早始于二次大戰(zhàn),德國在研制V-1火箭時,對于每個組件的失效率直接影響整個系統(tǒng)的表現(xiàn)研究。在LED燈具的電源模塊中觀念相同,其中環(huán)境溫度的變因更會導(dǎo)致降低LED燈具的可靠度,LED與驅(qū)動電路中所使用的電解電容器于可靠度評估中影響最大。

  其中圖1為高亮度白光LED的Tj溫度與使用命關(guān)系圖,從圖中可知Tj溫度愈低則使用壽命愈長,另外,圖2電解電容器器溫度與使用壽命關(guān)系圖,電源模塊中電解電容器使用壽命,也同樣與環(huán)境溫度成反比。

  電解電容器毀壞甚至?xí)?dǎo)致燈具無法使用,故若燈具能隨著感測環(huán)境溫度有效的調(diào)整自體溫度也就能延長LED燈具的使用壽命。因此,如何調(diào)整溫度為LED照明應(yīng)用中重要之課題。

 LED燈具散熱問題及其可調(diào)整式熱保護技術(shù)的解析 

? ? ? ? 圖1 LEDTj溫度與使用壽命關(guān)系圖

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