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灯具的散热——自测LED灯具散热性能的小方法

信息来源:j-n.cn  时间:2019-03-26  浏览次数:61

灯具的散热

现在大家都在使用LED灯,有仔细观察过的小伙伴会发现LED灯都有一个特征:灯体后部往往有散热器。但在使用发明LED灯之前的那些光源时(白炽灯、卤素灯、荧光灯等),基本上不讲究散热这个问题。

关于重视散热这一点,几乎是从开始使用LED灯才流行起来的,因为在此之前使用的光源都不怎么怕热,比如钨丝灯,它就是靠发热才产生光的,只要不至于热到将人烫伤的地步就没太大关系。

而现在的LED灯无论是多少瓦的灯泡,都需要注意到散热这件事儿,是因为LED灯它很怕热,哪怕只存在一点点热量( 但其实LED发热并不是特别多) LED为什么怕热?

LED实质上是一个半导体器件(半导体实际上是一个很脆弱的器件),只要温度稍微高一点,它就会工作性能下降、寿命减短、甚至可能会损坏。

在LED芯片里,存在各种导热介质以及最底部的散热器,这样LED工作时所散发的热量能够及时逸出灯体内部,使LED本身的温度处以一个稳定低温值。

灯具散热的方式:

在物理学中,热传导有三种基本方式,分别为传导、对流和辐射。

1传导

首先是传导,传导是指热量会从物体温度高的地方沿着导热体跑到温度较低的部分。

那影响它的因素有:

1. 散热材料的热传导率

2. 散热结构造成的热阻

3. 热传导材料的形状和尺寸

以上三点都会影响到热量传导的速度和效率。

2辐射

辐射就是高温物体直接把热量向外发散的现象,它的效率取决于周边介质的热阻性,还有热辐射材料本身的特性。

我们人类一般生活在空气里,所以基本不考虑其他的介质,只需要考虑到空气的热阻性就可以了;所以在辐射方面,最重要的就是材料本身的特性。一般来说,深色的物体往外辐射的效率会更大点,因此很多常见的散热器都是黑色的。

但对于灯具来说,散热器的颜色并不是很重要,因为灯具所产生的热量并不会太高(温度不高时的辐射现象不是很强),银色、白色、黑色的散热器都可以。

3对流

对流就是利用气体或液体的流动,将产生的热量带走。

对流原理图

这儿有两个散热器,它们的外形是一样的,只不过左边的外壳封死了,而右边的外壳开了槽口。很明显,右边的要比左边的散热能力强很多,因为它除了传导,壳体上的槽口还有一个对流的作用;而左边的完全只能靠传导才可以将热量散发出去。

判断散热性能的方式

分析完灯具散发热量的方式之后,当我们拿到一个灯具,要如何去判断它的散热性是好还是不好呢?

当然,最简单快捷的方式是用专业设备去测温,但在日常生活中,大部分人无法使用做到这一点;所以小编给大家推荐一个更简单的方法,就是用自己的手去触摸灯具,感受一下它的温度,是否发烫。

当某一个灯具已经工作了15—20分钟,用手摸它发现非常烫,此时它表面温度可能会达到80℃,由于灯体内部的温度传递到表面需要通过些许阻碍,此时如果灯体外部都80度了,灯源处可能达到150度左右。

所以,如果你摸到的灯具滚烫滚烫,那这个灯的散热一定不好。但如果摸到的灯体不烫,也不一定代表它的散热性能好。

1散热好的情况:

图纸中的LED发出热量,然后通过基板、胶层,把热量导出来,很快就散发出去了,它的热量传递很好,温度也不高。

2散热不好的情况:

如果LED芯片中间的填充材料没做好、基板下含有一些杂质,当热量传到导热介面填充材料部分时,热量会蓄积在芯片内部,可能里面的温度都达到200度了,但灯体外面摸起来还是不烫手。

这种情况就很麻烦拉,两个灯具摸上去都不烫手,就无法判断谁的散热性能更好一些。

但不要担心,还有一个方法——叫做半小时照度法。一般来说,LED的结温(LED芯片内部PN结的温度简称为结温)升高后,光通量就会下降。那么,我们只需要间接地测量出灯具照在同一个位置的照度变化,就可以反推出结温的变化了(只需要照度计就OK)。

这个方法适用于大多数LED灯具。

本文来自大风号,仅代表大风号自媒体观点。

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