LED散热参考设计.doc

公司介绍： 福瑞康姆五金制品有限公司，位于中国铝材中心佛山南海。公司成立于2001年，企业经过八年的务实求真，逐渐发展成为集铝型材、铝制品生产、加工、销售为一体的集团企业。本公司生产的产品远销世界各地。创造卓越质量、立足国内、走向世界，是福瑞人不懈的追求。 随着世界各国对节能产品的发展和需求，我们在政府的引导和扶持下，从IT散热配件为LED灯散热配件企业。由于我公司设备生产齐全，在铝材和加工上有着很大的优势，能满足灯饰企业的各种铝件和散热片的需求。现福瑞公司已是南海电光源灯饰照明行业协会以及南海罗村商会的会员。近半年来，经过和各大品牌厂家的通力合作，公司已经成为一个种类齐全的LED配件生产企业。为LED射灯、LED球形灯、LED筒灯、LED隧道灯、LED楼梯灯、LED装饰灯、LED路灯等50多种系列，上千种模式的LED灯生产配件。具体的合作伙伴有：佛山照明有限公司、广东昭信光电等。1.切割：采用液压式直线轴承精切锯床，进口锯片，切割宽度为600mm，长度范围为10mm-7500mm，公差可达0.1mm,切割端面品质佳,光洁且垂直度高,可满足客户尤其是国外客商的高精要求。2.钻孔，攻丝：拥有各类钻床，攻丝机，采用多头钻床、多头攻丝机。3.冲压：冲孔落料成型，自制模具生产快捷，最大吨位可达100T，面积可达300mm确保交货。4.精密加工：拥有数控车床、数控铣床、CNC加工中心、刨沟机等精确加工设备，能按照客户的要求完成对铝材的各种高精度加工处理。5.表面处理：包括拉丝、喷砂、氧化着色、电泳、喷漆，颜色持久。6.模具：可生产铝合金挤压模，压铸模，冲压模，拉伸模。模具寿命保证，操作方便，生产效率高。生产各种五金件、压铸件。7.挤压机：有台湾梅瑞500T到10000T各种规格8.压铸机：50T到800T各种规格。福瑞康姆力求科学发展、科学创新，一切生产与社会经济发展相结合。现已投资开发的模具费用达上百万。预计市场开发、生产还将投资近三百万。前后合计投资近千万元。预计一年后LED灯配件的销售额可达一个亿左右，而且每年销售将成倍增长。很多公司的散热器都可以啊，其实主要是设计线路来更好的散热。LED 线路设计为了更好的解决散热问题，LED 和有些大功率 IC 需要用到铝基线路板。铝基板 pcb 由电路层（铜箔层）、导热绝缘层和金属基层组成。电路层要求具有很大的载流能力，从而应使用较厚的铜箔，厚度一般 35m280m；导热绝缘层是 PCB 铝基板核心技术之所在，它一般是由特种陶瓷填充的特殊的聚合物构成，热阻小，粘弹性能优良，具有抗热老化的能力，能够承受机械及热应力。IMS-H01、IMS-H02 和 LED-0601 等高性能 PCB 铝基板的导热绝缘层正是使用了此种技术，使其具有极为优良的导热性能和高强度的电气绝缘性能；金属基层是铝基板的支撑构件，要求具有高导热性，一般是铝板，也可使用铜板（其中铜板能够提供更好的导热性），适合于钻孔、冲剪及切割等常规机械加工。工艺要求有：镀金、喷锡、osp 抗氧化、沉金、无铅 ROHS 制程等。 基材:铝基板产品特点：绝缘层薄，热阻小；无磁性 ；散热好；机械强度高产品标准厚度：0.8、1.0、1.2、1.5、2.0、2.5、3.0mm 铜箔厚度：1.8um 35um 70um 105um 140um 特点: 具有高散热性、电磁屏蔽性，机械强度高，加工性能优良。 用途: LED 专用 功率混合 IC（HIC）。 铝基板是承载 LED 及器件热传导，散热主要还是靠面积，集中导热可以选择高导热系数的板材，比如美国贝格斯板材；慢导热或散热国产一般材料即可。价格相差较大，贝格斯板材生产出成品大概需要 4000 多元平米，一般国产材料就 1000 多元平米。LED 一般使用电压不是很高，选择 1mil 厚度绝缘层耐压大于 2000V 即可。 散热参考设计方法： 为什么要进行热设计? 高温对电子产品的影响:绝缘性能退化；元器件损坏；材料的热老化；低熔点焊缝开裂、焊点脱落。 温度对元器件的影响:一般而言,温度升高电阻阻值降低；高温会降低电容器的使用寿命；高温会使变压器、扼流圈绝缘材料的性能下降, 一般变压器、扼流圈的允许温度要低于 95C；度过高还会造成焊点合金结构的变化IMC 增厚,焊点变脆,机械强度降低；结温的升高会使晶体管的电流放大倍数迅速增加,导致集电极电流增加,又使结温进一步升高,最终导致组件失效。 热设计的目的 控制产品内部所有电子元器件的温度,使其在所处的 工作环境条件下不超过标准及规范所规定的最高温度。最高允许温度的计算应以元器件的应力分析为基础,并且与产品的可靠性要求以及分配给每一个元器件的失效率相一致。 LED 散热设计一般按流体动力学软件仿真和做基础设计。 流体流动的阻力:由于流体的粘性和固体边界的影响，使流体在流动过程中受到阻力，这个阻力称为流动阻力，可分为沿程阻力和局部阻力两种。 沿程阻力:在边界沿程不变的区域，流体沿全部流程的摩檫阻力。 局部阻力:在边界急剧变化的区域,如断面突然扩大或突然缩小、弯头等局部位置，是流体的流体状态发生急剧变化而产生的流动阻力。 通常 LED 是采用散热器自然散热，散热器的设计分为三步 1:根据相关约束条件设计处轮廓图。 2:根据散热器的相关设计准则对散热器齿厚、齿的形状、齿间距、基板厚度进行优化。 3:进行校核计算。 散热器的设计方法 自然冷却散热器的设计方法 考虑到自然冷却时温度边界层较厚，如果齿间距太小，两个齿的热边界层易交叉,影响齿表面的对流，所以一般情况下，建议自然冷却的散热器齿间距大于 12mm,如果散热器齿高低于10mm，可按齿间距1.2 倍齿高来确定散热器的齿间距。 自然冷却散热器表面的换热能力较弱，在散热齿表面增加波纹不会对自然对流效果产生太大的影响，所以建议散热齿表面不加波纹齿。 自然对流的散热器表面一般采用发黑处理，以增大散热表面的辐射系数，强化辐射换热。由于自然对流达到热平衡的时间较长，所以自然对流散热器的基板及齿厚应足够，以抗击瞬时热负荷的冲击，建议大于 5mm 以上。LED灯具优点1 节能. 白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10，节能灯的1/4.2 长寿. 寿命可达10万小时以上,对普通家庭照明可谓一劳永逸.3 可以工作在高速状态.节能灯如果频繁的启动或关断灯丝就会发黑很快的坏掉.4 固态封装，属于冷光源类型。所以它很方便运输和安装，可以被装置在任何微型和封闭的设备中，不怕振动，主要考虑的就是散热。5 LED灯具技术正日新月异的在进步，它的发光效率正在取得惊人的突破，价格也在不断的降低。一个白光LED灯具进入家庭的时代正在迅速到来。6 环保，没有汞的有害物质。LED灯的组装部件可以非常容易的拆装，不用厂家回收都可以通过其它人回收。总结：很明显，只要LED灯具的成本随led技术的不断提高而降低。节能灯及白炽灯必然会被LED灯具所取代。目前国家越来越重视照明节能及环保问题，已经在大力推行使用LED灯具了。特别是政府改造路灯项目首先就是LED路灯，就指明得用LED路灯可见LED灯具替代节能灯、白炽灯的势头。LED灯具设计需要注意的几点一、户外照明设计师必须考虑的户外LED灯具的工作环境LED户外照明灯具由于工作环境比较复杂，受温度、紫外线、湿度、下雨天雨水、沙尘、化学气体等自然条件的影响，时间一长，就会到致LED光衰严重的问题。所以终上考虑，户外照明设计师在设计的时候应考虑这些外部环境因素的对LED户外照明灯具的影响。二、户外LED灯具在散热材料选择方面应该注意的事项外壳和散热器设计为一体，用来解决LED的发热问题，这种方式较好，一般选用铝或铝合金，铜材或铜合金，以及导热良好的其它合金。散热有空气对流散热、强风冷却散热和热管散热，(喷气致冷散热也是类似热管散热的一种，但结构更复杂一些。选择什么样的散热方式，对灯具的成本有直接影响，应综合考虑，与设计产品配套选出最佳方案。灯罩的设计选材也是至关重要，目前使用的有透明有机玻璃，PC材料等，传统的灯罩是透明玻璃制品，究竟选什么样材料的灯罩跟设计的产品档次定位有关，一般来说，室外灯具的灯罩最好是传统的玻璃制品，它是制造长寿命，高档灯具的最佳选择。采用透明塑料、有机玻璃等材料做的灯罩，做室内灯具的灯罩较好，用于室外则寿命有限，因为室外阳光、紫外线、沙尘、化学气体、昼夜温差变化等因素使灯罩老化寿命减短,其次是污染了不易清结干净，使灯罩透明度降低影响光线输出。三、户外LED芯片的封装技术目前国内生产的LED灯具(主要是路灯)大都是采用1W的LED多个串、并联进行组装，这种方法热阻较先进封装技术的产品高，不容易造出高品质的灯具。或者是采用30W、50W甚至更大的模组进行组装，以达到所需要的功率，这些LED的封装材料有用环氧树脂封装，有用硅胶封装的。二者的区别是：环氧树脂封装耐温较差，时间久了易老化。硅胶封装则耐温较好，使用时应注意选择。采用多芯片与散热器整体封装比较好，或采用铝基板多芯片封装再通过相变材料或散热硅脂与散热器相联接，做出的产品热阻比用LED器件组装的产品的热阻要少一至二道热阻，更利于散热。采用LED模组的灯具，模组基板一般为铜基板，它与外散热器的联接要使用好的相变材料，或好的散热硅脂，保证铜基板上的热量能及时传到外散热器上去，如处理不好则易使热量堆积造成模组芯片温度升得太高，影响led芯片正常工作。笔者认为：多芯片封装适合制造普通照明灯具，模组封装适合空间有限的场合制造紧凑型led灯具(如汽车主照明的头灯等)。四、在户外LED灯具散热器设计方面的研究散热器是led灯具很关键的一个部件，它的形状、体积、散热表面积都要设计得洽到好处，散热器太小，led灯工作温度太高，影响发光效率和寿命，散热器太大，则消耗材料多增加产品成本和重量，使产品竟争力下降。设计合适的led灯散热器至关重要。散热器的设计有以下几个部分：1.明确LED灯需要散热的功率。2.设计散热器用的一些参数：金属的比热，金属的导热系数，芯片热阻、散热器热阻、周围环境空气热阻等。3.确定采用散的类型，(自然对流散热、强风冷却、热管散热，以及其它的散热散热方式。从造价比较：自然对流散热造价最低，强风冷却中等，热管散热造价较高，喷气致冷造价最高。4.确定LED灯具许可的最高工作温度(环境温度加灯具许可温升)，5.计算散热器的体积、散热面积。并确定散热器的形状。6.将散热器与LED灯组合成完整灯具，并通电工作八小时以上，在室温39-40的环境下检查灯具的温度，看是否满足散热要求，以检验计算是否正确，如不满足使用条件，则要重新计算和调整参数。7.散热器与灯罩的密封要做到防水、防尘，灯罩与散热器之间要垫抗老化的橡皮垫或硅橡胶垫，用不锈钢螺栓紧固，做到密封防水、防尘通过以上四点注意事项，再参照我国颁布的最新室外照明灯具技术规范，以及城市道路照明设计标准，这是户外照明设计师在必备的最基本知识。LED路灯与常规高压钠灯路灯不同的是，大功率LED路灯的光源采用低压直流供电、由GaN基功率型 大功率LED路灯照明1蓝光LED与黄色荧光粉合成的高效白光二极管，具有高效、安全、节能、环保、寿命长、响应速度快、显色指数高等独特优点，可广泛应用于城市道路照明。外罩可用PC管制作，耐高温达135度，耐低温达-45度。 发光二极管(LightEmittingDiode，简写为LED)是基于半导体PN结形成的用微弱的电能就能发光的高效固态光源，在一定的正向偏置电压和注入电流下，注入P区的空穴和注入N区的电子在扩散至有源区后经辐射复合而发出光子，将电能直接转化为光能。 编辑本段优点1、LED路灯本身的特性光的单向性，没有光的漫射，保证光照效率。 2、LED路灯有独特的二次光学设计，将LED路灯的光照射到所需照明的区域，进一步提高了光照效率，以达到节能目的。 3、LED的光源效率目前已达90-110lm/W，而且还有很大的发展空间，理论值达250lm/W。而高压钠灯的发光效率是随功率增加才有所增加，因此，总体光效LED路灯比高压钠灯强；(这个总体光效是理论上的， 大功率LED路灯优点实际上250W以上高压钠灯的光效高于LED）。 4、LED路灯的光显色性比高压钠灯高许多，高压钠灯显色指数只有23左右，而LED路灯显色指数达到75以上，从视觉心理角度考虑，达到同等亮度，LED路灯的光照度平均可以比高压钠灯降低20%以上，（参照英国道理照明标准）。 5、LED路灯的光衰小，一年的光衰不到3%，使用10年仍达到道路使用照度要求，而高压钠灯光衰大，一年左右已经下降30%以上，因此，LED路灯在使用功率的设计上可以比高压钠灯低。 6、LED路灯有自动控制节能装置,能实现在满足不同时段照明要求情况下最大可能的降低功率，节省电能。Spark 智能LED路灯可实现电脑调光，分时间段控制，光线控制，温度控制，远程控制，自动巡检等人性化功能。 7、LED是低压器件，驱动单颗LED的电压为安全电压，系列产品单颗LED功率都为1瓦，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所（例如：路灯照明、厂矿照明、汽车照明、民用照明等）。 8、每个单元LED小片只有很小体积，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境。 9、寿命长：能使用5万小时以上，提供三年的质量保证。不足之处就是电源的寿命得不到保证。 10、光效高：采用100LM以上的芯片，相对于传统高压钠灯能节能75%以上。 11、安装简便：无需加埋电缆无需整流器等，直接将路灯灯头安装于灯杆接上或者将光源嵌套原有灯壳。 12、散热控制出色：夏天温度控制在45度以下，并采用被动散热方式，夏天的散热保障不足。 13、质量可靠：电路电源全部采用高质量元器件，每颗LED都有单独过流保护，无需担心损坏。 14、光色均匀：不加透镜，不以提高亮度而牺牲均匀光色，从而保证无光圈光色均匀。 15、LED不含有害金属汞，不像高压钠灯或金属卤化物灯在报废时对环境造成危害。 综合上述原理，大功率LED路灯的节能效果显著，代替高压钠灯可节电60%以上。（有待考究） 维护成本低：相对于传统路灯，LED路灯维护成本极低，经过比较，不到6年即可收回全部投入成本。 编辑本段缺点1.单个LED功率低。为了获得大功率，需要多个并联使用。 2.显色指数低。 在LED照射下显示的颜色没有白炽灯真实，这要从光谱分布上来分析，属于技术问题。 3.光斑。 由于白光LED本身制造工艺上缺陷加上与反射杯或透镜的配合误差，容易造成“黄圈”问题。 4.LED照射均匀度问题 如果不进行二次光学设计，LED的照射是比较集中，所以一定要进行二次光学设计，使其光强分布 迷你一体化LED路灯图呈蝙蝠形。 5.LED的光衰问题 相比小功率LED，大功率LED路灯的光衰就会要好很多。 但是小功率LED热量散发很小。而大功率的LED是存在散热没有办法解决的问题，而且发热后亮度会明显降低，所以功率不能做大。现在市场销售的Spark LED路灯最大的是360W。用创新陶瓷方法简化LED散热设计发布: 2010-6-10 10:15 | 作者: | 来源: 电子工程世界 | 查看: 39次 TAG: LED散热 本文将解释这种理论方法、概念验证以及如何借助陶瓷散热器最终实现这些改良。 基于计算流体动力学(CFD)的仿真过程支持热优化和产品工艺设计。 发光二极管(LED)因受到发热问题的制约而妨碍其成为一种理想光源的情况是可以理解的。我们对散热器给予了很大关注，但却对LED和散热表面间的各层和屏障考虑不多。 观念和材料的改变除可简化系统实现外，还可以显著提高热管理能力和可靠性。采用陶瓷作为散热器、电路载体以及产品设计的一部分不仅需要新思路，还要有克服传统模式的意愿。热是什么 众所周知，LED是高能效光源，而且因为体积小深受设计师的喜爱。但只有当不涉及热管理时，它们才可以被真正地称为“小”。虽然与白炽光源高达2500的工作温度相比，LED光源温度要低得多。因此，许多设计师最终意识到散热是个不可忽视的问题。尽管LED仍然会发热，但其温度相对低一些，因此这不会有什么大问题。不过，基于半导体器件LED其工作温度应低于100。 根据能量守恒定律，热(能)必须要被传送到附近区域。LED只能工作在25环境温度和最高100之间，温差范围仅为75。因此，需要一个较大的散热表面和非常有效的热管理。两个优化块 如图1所示，Group 1是LED本身，大体上仍是不能触摸。中心位置是LED裸片以及一个将该裸片与LED底部连接起来的散热铜条。从热的角度讲，理想方案是将LED裸片直接与散热器绑定在一起。由于大规模生产的原因，这一概念在商业上行不通。我们把LED看作一个标准化的“目录”产品，不能做改动。它是个黑盒子。图1：在定义优化块时，三个Group构建成一个热管理系统。 Group 2包括散热器，散热器的功能是把热从发热源传递到散热源。通常，周围空气不是自由流动就是强制对流。散热器的材料越不雅观，就越需被隐藏。但是，它隐藏得越深，其制冷效率也就越低。当然，也可选用外观和性能都合适的材料。这些材料可以直接裸露在空气中，成为产品设计的可见部分。 在Group 1和Group 2之间是Group 3，它提供了机械连接、电气隔离和热传导。这看起来似乎很矛盾，因为大多数导热性好的材料也可导电。反之，几乎每种电绝缘材料也都隔热。 最好的折衷办法是把LED焊接到粘在金属散热器上的印刷电路板(PCB)上。PCB作为电路板的原始功能可被保留。虽然PCB具有各种热传导率，但它们都对热传导起着阻隔作用。有效的系统热阻比较 可从制造商那里获得LED(裸片到导热片)和散热器间的热阻。不过，很少有人关注Group 3及其对整体热性能的显著影响。把除LED(Group 1)本身外的所有热阻都加在一起，可以得到总热阻(RTT)(图2)。通过RTT可进行真正的热比较。LED散热片到周围环境的总热阻。 src=/d/file/201006/0663d7f9361dbd69e56c0149e4fb8a56.gif width=450图2：RTT指明了从LED散热片到周围环境的总热阻。陶瓷：一种材料实现两种功能 仅优化散热器的作法很常见。目前已有上百种散热器设计，它们基本上都由铝构造。但为进一步改进性能，有必要提升甚至取消Group 3。电气隔离功能必须通过其它材料从散热器本身获得。我们认为这种材料应该是陶瓷。诸如Rubalit(氧化铝)或Alunit(氮化铝)等陶瓷材料将两个关键特性：电绝缘和热传导结合在一起。 Rubalit的导热性能比铝低，而Alunit的比铝略高。另一方面，Rubalit不像Alunit那么贵(图3)。它们的热膨胀系数可满足半导体的要求。此外，它们坚硬、耐腐蚀，并满足欧盟的有害物质限用指令(RoHS)。陶瓷是完全惰性物质，它们是整个系统最耐用的部分。 该简化结构(无胶粘、绝缘层等)将一个大功率LED与陶瓷散热器直接且永久地绑定在一起，为整个组件创造了理想的工作条件。这带来了优异的长期稳定性，安全的热管理和高可靠性。我们已为这一方法申请了名为CeramCool的专利。理论依据 CeramCool陶瓷散热器是电路板和散热器的有效整合，可以对热敏感元件和电路进行可靠地散热。它支持器件间直接和永久的连接。此外，陶瓷本身是不导电的，它可以通过采用金属衬垫提供绑定表面。如果需要，甚至可提供针对客户的三维导体轨道结构。 对功率电子应用来说，可采用直接铜绑定。散热器变成一个模块基板，上面可密集摆放LED和其它器件。它可迅速地散掉产生的热且不产生任何热屏障。概念的验证 首先采用几个模拟模型对采用陶瓷这一想法进行了交叉验证。为预测各种设计的热性能，发明了一种基于CFD的方法。此外，还开发了一个优化的4W LED陶瓷散热器。开发时将制造要求考虑在内。 优化的几何形状允许4W LED的工作温度最高不超过60，这已经通过了物理测试。该设计是方形布局(383824mm)，并包含占据更大空间的细长鳍。而具有相同几何布局的铝制基板(带有安装在PCB上的LED)可承受的温度要高得多。根据PCB的热传导率(从4W/mK到1.5W/mK)，温度可上升6至28K。 将热点的温度降低6k意味着可显着减少LED的压力。相同形状Rubalit组件的总热阻至少比铝要好13。使用Alunit可将CeramCool性能提升最少31。如果考虑28K的热降，则Rubalit和Alunit这两种陶瓷材料带来的实在的好处更要显著得多。方法的灵活性 这是一种灵活的方法，可用于不同目的。你可以选择使LED工作在其最佳温度以确保LED的长寿命及更高的每瓦流明数；也可以选择接收较高工作温度带来的使用寿命和效率降低。50到110是常见的温度范围。若需要更高流明，5或6W LED可配备4W散热器。用几个1W LED分摊功率有助于改进散热：65对应5W；70对应6W(图4)。 随着芯片永久可靠地与CeramCool电绝缘材料绑定在一起，该陶瓷散热器吸收了更多热量、变得更热。它消除了LED的散热负担，对重要部件进行了冷却。降低了的裸片温度也允许采用更小的表面，因此，散热器可做得更小。2毫米间距水冷 在很高的功率密度下，空气冷却会达到其极限。此时，液体冷却是替代的选择。CeramCool水冷就是一个例子，它得益于陶瓷惰性特征带来的好处。这一思路与风冷散热器的目标一致：即热源和散热通道之间的距离最短。 采用陶瓷散热器，可以在与LED散热块相距仅2毫米处实施对水的冷却。没有其它方法可以做到这一点，同时又具有陶瓷的耐用特性。多层(Multilateral)电路可直接印制在陶瓷上且不会产生热屏障。定制方案的仿真模型 由于大部分采用CeramCool的应用都是客户定制方案，因此在构建第一个昂贵的原型之前对其性能进行验证就非常有必要。为此进行了深入的研究来建立仿真模型。这些仿真模型已通过各种测试验证，并证明了它们与各测试结果的可靠相关性。基于这一认识，可以很容易地对新方法或新变化进行评估。灯具改装和绝缘 改装灯具的主要问题涉及绝缘。任何改装灯都必须采用Class II结构，因为你无法保证能提供电气地。这意味着任何裸露的金属部分必须通过双重或增强的绝缘与主电源线隔离。 金属散热器的改装往往无法做到这一点，因为它们要求更大的间隔(如6mm客气间隔)或双绝缘层，这会影响散热器的工作。GU10 LED中集成的电子驱动器受到极其苛刻的空间限制，以致产品变得非常复杂。采用陶瓷散热器，即使驱动器完全失效，散热器仍对主电源起着绝缘作用，所以产品仍是安全的。 CeramCool GU10 LED射灯可与任何LED一起工作。插座和反射器由同一种高性能陶瓷材料制成。因此，它具有安全绝缘的简单Class II结构。一个高压4W LED能达到的最高温度不超过60，从而既延长了产品寿命又增加了光输出。 所有CeramCool散热器的基板都起散热器的作用。此时它充当灯具甚至光源。该简化设计具有极高可靠性。此外，GU10 LED射灯的安装支架和反射器通常采用不同材料。该方案所用的材料少得多，并充分利用了陶瓷的电气绝缘性、良好的电磁兼容性(EMC)以及高的机械和化学稳定性等特性。用于改进现有LED系统的子基板 陶瓷可极大提升新的和现有LED系统的性能。利用陶瓷CeramCool子基板(submount)，可轻松取代LED和金属散热器之间的PCB，极大地减小了系统总热阻。此举在提供优异的电气绝缘和高温稳定性的同时，还具有诸如良好的热传导等重要优势。无论它是子基板还是一块完整电路板，陶瓷都是绝对耐腐蚀的，这消除了特别是在户外发生的电化腐蚀。 CeramCool非常适合大功率应用，尤其是户外的此类应用。事实上，一种满足不同功率等级需求的圆形散热器系列正在开发之中。这一方法结合了具成本效益的生产与高度灵活的使用两种要求。其最终结果将是一种“半定制”产品系列。金属化和部件载体 为充分利用优化潜力，我们也必须考虑金属化的可能性。可采用经过验证的厚膜技术及其高粘附力(WNi(金)、银、银钯、金、DCB、AMB等)或借助薄膜工艺及其平滑表面(可实现精密光角)对陶瓷进行直接涂层。使用化学镀镍或金(沉浸或阴极沉积法)可获得更好的焊接质量。 金属化的可能性使得散热器的整个表面可用作电路载体，可将其与LED和驱动器牢固地封装在定制的电路上，同时提供了可靠的电气绝缘。将芯片直接绑定到特殊设计的金属表面上可简化该过程。装配和质量检查德国著名的电子服务中心BMK可进行这种装配。该公司可实现样机，也可进行批量生产。生产中，采用机械结构实现散热器，并通过一块模板将组件本身自动提供的焊锡膏压挤到组件上面。 该加工工程的下一步，是先把LED和其它元件安装在散热器上，再进行后续的回流焊工序。冷却后就得到了一个持久的绑定。先对焊接点和组件位置进行目视检查，随后执行100的功能测试。到此，该产品已经完成并随时可以交付给客户。请教关于LED 散热器设计最近有个案子是indoor recessed can LED, 1W 功率/LED, 总共用11颗LED, 根据CREE 的热设计规范中公式可以推算需要散热器的热阻,; F9 w6 E0 9 n; d1 C2 Q% B5 fT j = Ta + ( R th b-a x P total ) + ( R th j-sp x PLED )Tj = LED junction temperature U! ?, 7 A# WTa = Ambient temperature 6 H% Z: aZ9 qR th b-a = Heat sink thermal resistance % c, D9 R% F/ % E. jPLED = Single LED power consumption 0 p* x( Y8 c9 U! ) & S= (Operating current) x (Typical Vf Operating current) ; 9 x2 I, H- y i1 j4 HP total = Total power consumption = (# LEDs) x PLED i V$ M8 ps5 C0 8 L8 tR th j-sp = LED package thermal resistance g; K + RZ我的疑问是 LED 系统除了大部分热量由LED产生,但是还有driver components, AC/DC module 也产生热量, 这些热量最终也是通过LED 外壳(铸铝散热器)到环境.2 _ i/ t* 3 v C+ a$ o K, 所以我的理解是以上公司中的P total=(# LEDs) x PLED +power of other components.& A& U% p; U, e2 $ C& Z* h金属导热系数表（W/mK)热传导系数的定义为：每单位长度、每K，可以传送多少W的能量，单位为W/mK。其中“W”指热功率单位，“m”代表长度单位米，而“K”为绝对温度单位。该数值越大说明导热性能越好。以下是几种常见金属的热传导系数表：银 429铜 401金 317铝 237铁 80锡 67铅 34.8各种物质导热系数！material conductivity K (W/m.K)diamond 钻石 2300silver 银 429cooper 铜 401gold 金 317aluminum 铝 237各物质的导热系数物质 温度 导热系数 物质 温度 导热系数亚麻布 50 0.09 落叶松木 0 0.13木屑 50 0.05 普通松木 45 0.080.11海砂 20 0.03 杨木 100 0.1研碎软木 20 0.04 胶合板 0 0.125压缩软木 20 0.07 纤维素 0 0.46聚苯乙烯 100 0.08 丝 20 0.040.05硫化橡胶 50 0.220.29 炉渣 50 0.84镍铝锰合金 0 32.7 硬质胶 25 0.18青铜 30 32153 白桦木 30 0.15殷钢 30 11 橡木 20 0.17康铜 30 20.9 雪松 0 0.095黄铜 20 70183 柏木 20 0.1镍铬合金 20 12.3171 普通冕玻璃 20 1石棉 0 0.160.37 石英玻璃 4 1.46纸 12 0.060.13 燧石玻璃 32 0.795皮棉 4.1 0.03 重燧石玻璃 12.5 0.78矿渣棉 0 0.050.14 精制玻璃 12 0.9毡 0.04 汽油 12 0.11蜡 0.04 凡士林 12 0.184纸板 0.14 “天然气”油 12 0.14皮革 0.180.19 甘油 0 0.276冰 2.22 煤油 100 0.12新下的雪 0.1 蓖麻油 500 0.18填实了的雪 0.21 橄榄油 0 0.165瓷 1.05 已烷 0 0.152石蜡油 0.123 二氯乙烷 0.147变压器油 0.128 90%硫酸 0.354石油 0.14 醋酸 18石蜡 0.12 硝基苯 0.159柴油机燃油 0.12 二硫化碳 0.144沥青 0.699 甲醇 0.207玄武岩 2.177 四氯化碳 0.106拌石水泥 1.5 三氯甲烷 0.121花岗石 2.683.35 氨气* 0.022丙铜 0.177 水蒸汽* 0.02350.025苯 0.139 重水蒸汽* 0.072水 0.54 空气* 0.024聚苯板 0.04 木工板 0.1-0.2重水 0.559 硫化氢* 0.013表2 窗体材料导热系数窗框材料 钢材 铝合金 PVC PA 松木导热系数 58.2 203 0.16 0.23 0.17表 3 不同玻璃的传热系数玻璃类型 玻璃结构(m) 传热系数K-w/(m2-k)单层玻璃6.2双层中空玻璃 595 3.265125 3.11一层中空玻璃 59595 2.22- 5125125 2.08Lhw-E中空玻璃 5125 1.71实木（红松热流垂直木纹） 导热系数：0.11 压实刨花板导热系数：0.12 普通粘土砖导热系数：0.81 水泥沙浆导热系数：0.9 瓷砖导热系数：1.99 德合家11.4毫米强化地板导热系数：0.236 导热系数的单位为WM.，是热量；是材质厚度；K是温度;当导热系数为0.02时，被认定为是绝热体材料的导热系数用途 材料 密度(kg/m3) 导热系数(W/mK) 窗框 铜 8900 380 铝 (硅合金) 2800 160 黄铜 8400 120 铁 7800 50 不锈钢 7900 17 PVC 1390 0.17 硬木 700 0.18 软木 500 0.13 玻璃钢(UP树脂) 1900 0.40 玻璃 碳酸钙玻璃 2500 1.0 PMMA (有机玻璃) 1180 0.18 聚碳酸脂 1200 0.20 热断桥 聚冼氨 (尼龙) 1150 0.25 尼龙 6.6和25%玻璃纤维 1450 0.30 高密度聚乙烯HD 980 0.50 低密度聚乙烯 LD 920 0.33 固体聚丙烯 910 0.22 带有25%玻璃纤维的聚丙烯 1200 0.25 PU (聚亚氨脂树脂) 1200 0.25 刚性PVC 1390 0.17 防雨 氯丁橡胶 (PCP) 1240 0.23 密封条 EPDM (三元乙丙) 1150 0.25 纯硅胶 1200 0.35 柔性PVC 1200 0.14 聚脂马海毛 0.14 柔性人造橡胶泡末 6080 0.05 密封剂 PU (刚性聚氨脂) 1200 0.25 固体/热融异丁烯 1200 0.24 聚硫胶 1700 0.40 纯硅胶 1200 0.35 聚异丁烯 930 0.20 聚脂树脂 1400 0.19 硅胶（干燥剂） 720 0.13 分子筛 650 to 750 0.10 低密度硅胶泡末 750 0.12 中密度硅胶泡末 820 0.17下表为建筑常用材料的导热系数一览。用途材料名称密度(kg/m3)导热系数(W/m.K)窗框铜8900380硅合金铝2800160黄铜8400120铁780050不锈钢790017PVC13900.17硬木7000.18建筑构件软木5000.13UP树脂玻璃钢19000.4玻璃碳酸钙玻璃25001.0有机玻璃PMMA11800.18聚碳酸脂12000.2热断桥聚冼氨尼龙11500.25高密度聚乙烯HD9800.5低密度聚乙烯LD9200.33固体聚丙烯9100.2225%玻纤聚丙烯12000.25聚亚氨脂树脂PU12000.25刚性PVC13900.17防雨氯丁橡胶PCP12400.23密封条三元乙丙EPDM11500.25纯硅胶12000.35柔性PVC12000.14聚脂马海毛0.14柔性橡胶泡末60-800.05密封剂刚性聚氨脂PU12000.25固体/热融异丁烯12000.24聚硫胶17000.4纯硅胶12000.35聚异丁烯9300.2聚脂树脂14000.19硅胶干燥剂7200.13分子筛650-7500.1低密度硅胶泡末7500.12中密度硅胶泡末8200.17GB 86241997 本标准是GB 862488的修订版。在技术内容上非等效采用德国标准DIN 410281第一部分。 本修订版与GB 862488相比，增设了A级复合(夹芯)材料，并根据我国具体情况，增加了对特定用途的铺地材料、窗帘幕布类纺织物、电线电缆套管类塑料材料和管道隔热保温用泡沫塑料的具体规定。上述特定用途的材料若作为墙面或吊顶材料使用时，仍必须按本标准第4章和第5章的规定进行检验和分级。 本标准自生效之日起，原GB 862488即为失效。 本标准由中华人民共和国公安部提出。 本标准由全国消防标准化技术委员会第七分委员会归口。 本标准由公安部四川消防科学研究所负责起草。 本标准主要起草人：钱建民、马祥林、卢国建。 本标准首次发布于1988年2月。 标准全文 GB 86241997 目录 主要内容和适用范围 引用标准 建筑材料燃烧性能的级别和名称 不燃类材料(A级) 可燃类材料(B级) 对某些特定用途材料的特别规定 对复合材料、表面涂层材料等的特别规定 燃烧，性能分级标志 中华人民共和国国家标准建筑材料燃烧性能分级方法 代替GB 862488 1 主题内容与适用范围 本标准规定了建筑材料燃烧性能的评定和分级标准。 本标准适用于各类工业和民用建筑工程中所使用的结构材料和各种装饰装修材料。 2 引用标准 下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GBT 240693 塑料燃烧性能试验方法 氧指数法 GBT 240880 塑料燃烧性能试验方法 水平燃烧法 GBT 460984 塑料燃烧性能试验方法 垂直燃烧法 GBT 545485 纺织织物 燃烧性能测定 氧指数法 GBT 545585 纺织织物 阻燃性能测定 垂直法 GBT 546485 建筑材料不燃性试验方法 GBT 833287 泡沫塑料燃烧性能试验方法 水平燃烧法 GBT 833387 硬泡沫塑料燃烧性能试验方法 垂直燃烧法 GBT 862588 建筑材料难燃性试验方法 GBT 862688 建筑材料可燃性试验方法 GBT 862788 建筑材料燃烧或分解的烟密度试验方法 GBT 862988 纺织品试验时采用的家庭洗涤及干燥程序 GBT 1178589 铺地材料临界辐射通量的测定 辐射热源法 GBT 1440293 建筑材料燃烧热值试验方法 GBT 1440393 建筑材料燃烧释放热量试验方法 3 建筑材料燃烧性能的级别和名称 建筑材料燃烧性能的级别和名称见表1。 表1 燃烧性能的级别和名称 表1 燃烧性能的级别和名称 级别 名称 A 不燃材料 B1 难燃材料 B2 可燃材料 B3 易燃材料 4 不然类材料(A级） 41 A级匀质材料 按GBT 5464进行测试，其燃烧性能应达到 a)炉内平均温升不超过50； b)试样平均持续燃烧时间不超过20s； c)试样平均质量损失率不超过50。 4.2 A级复合(夹芯)材料 达到下述各项要求的材料，其燃烧性能定为A缎。 a)按GBT 8625进行测试，每组试件的平均剩余长度35 cm(其中任一试件的剩余长度20cm)，且每次测试的平均烟气温度峰值125，试件背面无任何燃烧现象， b)按GBT 8627进行测试，其烟密度等级(SDR)15， c)按GBT 14402和GBT 14403进行测试其材料热值4.2 MJkg，且试件单位面积的热释放量168MJm2; d)材料燃烧烟气毒性的全不致死浓度LCo25mgL 5 可燃类材料(B级) 51 Bl级材料 达到下述各项要求的材料，其燃烧性能定为B1级 a)按GBT 8626进行测试，其燃烧性能应达到GBT 8626所规定的指标且不允许有燃烧滴落物引燃滤纸的现象； b)按GBT 8625进行测试，每组试件的平均剩余长度15cm（其中任一试件的剩余长度0cm)，且每次测试的平均烟气温度峰值200。 c)按GBT 8627进行测试，其烟密度等级(SDR)75 52 B2级材料 按GBT 8626进行测试燃滤纸的现象。其燃烧性能应达到GB/T 8626所规定的指标，且不允许有燃烧滴落物引燃滤纸的现象。 53 B3级材料 不属于B1和B2级的可燃类建筑材料，其燃烧性能定为B3级。 6、对某些特定用途材料的特别规定 本标准对于铺地材料、窗帘幕布类纺织物材料、电线电缆套管类塑料材料及用于管道隔热保温的泡沫塑料，根