传统LED路灯设计主要设计重点在LED的流明数上,而对LED灯具的散热则的关注较少。实际上,LED的流明数正在迅速的增加。2009年量产LED的单瓦流明数已经达到100流明,而且这一数值还在快速地增长。与之对应的传热学理论体系已经成熟,我们可以使用的传热手段也基本明确:传导、对流、辐射和相变传热。因此,在传热或者说散热问题上,我们可以采取的措施是可见的、有限的。
散热技术
LED路灯散热技术,一般使用多为导热板方式,是一片5mm厚的铜板,实际上算是均温板,把热源均温掉;也有加装散热片来散热,但是重量太大。重量在路灯系统上十分重要,因为路灯高有9米,若太重危险性就增加,尤其遇到台风、地震都可能产生意外.国内有厂家采用全球首创的针状散热技术,针状散热器的散热效率要比传统片状散热器有很大幅度提高,能使LED结温比普通散热器低15℃以上,并且防水性能比普通铝型材散热器要好,同时在重量和体积上也有所改进。
散热方式
LED路灯的散热方式主要有:自然对流散热、加装风扇强制散热、热管和回路热管散热等。加装风扇强制散热方式系统复杂、可靠性低,热管和回路热管散热方式成本高。而路灯具有户外夜间使用、散热面位于侧上面以及体型受限制较小等有利于空气自然对流散热的优点,所以LED路灯建议尽可能选择自然对流散热方式。
散热设计
LED路灯散热设计中存在的问题有:散热翅片面积随意设定,散热翅片布置方式不合理,灯具散热翅片的布置没有考虑到灯具的使用方式,影响到翅片效果的发挥,强调热传导环节、忽视对流散热环节,尽管众多的厂家考虑了各种各样的措施:热管、回路热管、加导热硅脂等等,却没有认识到热量最终还是要依靠灯具的外表面积散走,.忽视传热的均衡性,如果翅片的温度分布严重不均匀,将会导致其中一部分的翅片没有发挥作用或作用很有限。
空气对流散热式大功率LED路灯灯具
空气对流散热式大功率LED路灯灯具(200820000106.1)。其目的是解决大功率LED灯具散热问题,提出一种空气对流散热式大功率LED路灯灯具,它包括有灯头组件、灯具散热体组件和灯尾组件,灯具散热体组件为弧弦柱形壳体,两端开口,其弧柱面两侧面为立面,立面也开有阵列通孔,在弧弦柱形壳体内腔设有4~10条轴向排列的并与弧柱面和弦柱面固接立筋导热板,立筋导热板和弧弦柱形壳体两侧的两个立面也都开有阵列通孔,立筋导热板和弧弦柱形壳体两侧的两个立面在灯具散热体组件内形成5~11条热空气流动的散热通道。本实用新型优点是散热体内腔有多条热空气流动的散热通道,立筋导热板也都充当散热面,热交换面增加,热排放效率高。
专利技术五大创新点
一、铝质散热器及产品外形结构设计
外观设计新颖、结构巧妙、充满现代气息,符合时代潮流,在散热方面我们创造性的采取了空气对流型腔式铝质散热器设计方案,散热器上下两层散热面,中间由八条立筋相连接,前后通透,同时左右两侧有空气对流孔,加强了型腔内部的空气流通,有利于热量的排出,从而有效的提高了LED光源的热传导效率。以上独特的散热设计方案确保了大功率LED光源在45℃以下的安全工作温度。
二、金属螺栓式大功率LED光源的设计
自主研发设计了金属螺栓式大功率LED光源。为提高产品的稳定性我们采用了高品质的美国原装进口的LED发光芯片,将LED发光芯片直接封装在金属螺栓的螺帽顶部,产品组装时将LED金属螺栓直接旋紧在铝质散热器上,从而有效的将LED与散热器紧密的融为一体,改变了传统大功率LED光源借助导热硅胶进行导热的现状,极大的提高了LED与铝质散热器之间的热传导效率,有效的保证了LED光源的使用寿命大于6万小时。同时采用台湾优质荧光粉,使单颗LED亮度达到80流明以上;并且有多种色温可选择,能满足不同场合对不同色温的需求。
三、二次光学系统和配光曲线的设计
采用独特的二次光学透镜模组和“带状光斑”出光设计。光斑长度由LED出光角度来确定,从而合理地控制光的分布,避免了光的叠加浪费,降低了光损耗,实现了灯杆之间带状光斑的彼此连接,使其达到了国家标准规定的各项亮度指标。在确保理想的路面照度及均匀度的同时消除了LED眩光和保护LED光源的作用。
四、驱动电路的优化设计
直流9V—30V或市电交流84V—264V宽电压输入驱动电路设计。精准的恒流输出,使每颗大功率LED光源工作在恒定不变的额定电流下,线路损耗和老化系数小,电转换效率85%,精准的恒流输出确保了LED光源的使用寿命。
五、LED光源的模组化设计
光源采用模组化设计方案,实现了地面照度与功率的最佳匹配,通过增减光源数量,来满足不同的路面宽度和照度要求,达到了既满足城市的照明要求又不浪费电能的目的。
特殊技术要求
1 灯具电性能
LED路灯在标称的额定电源电压及额定频率下工作时,其实际消耗的功率与额定功率之差不应大于10%,功率因素不应小于0.92。
2 防护等级
LED路灯防护等级A级品不应低于IP67;B级品不应低于IP66;C级品不应IP65。
3 平均寿命
LED路灯的额定平均寿命不应低于30000h。
4 最大温度
LED路灯额定最大温度Tc值不应大于58℃。
5 最大热沉温度
灯具内各个 LED管的最大热沉温度不应大于65℃。
6 主要光参数
7 抗扰度
浪涌抑制性能(抗雷击)的电压保护保护水平应不低于2kV(线—线)和4kV(线—地)。
8 配光特性
灯具中部分LED灯泡熄灭或整灯调光时,其光斑形状和路面照度均匀