【2017年整理】分享关于百货LED日光灯散热和冷却的各种方法.doc

　　分享关于百货LED日光灯散热和冷却的各种方法 前言：分享关于百货LED日光灯散热和冷却的各种方法。现在很多百货在灯光照明方面选择有装饰效果、高效节能的百货LED灯，所以越来越多的厂商都投身于研发生产百货LED日光灯。研发生产百货LED日光灯的广东天一照明在此，也分享一些关于百货LED日光灯导热、降耗、合理布局准则以及相关措施等知识。 　　百货LED日光灯的温升要求不超过40℃时,不同体积功率密度所对应的散热方式 　　百货LED日光灯冷却方法的选择顺序：自然冷却一导热一强迫风冷一液冷一蒸发冷却。体积功率密度低于0.122W/cm3传导、辐射、自然对流等方法冷却;0.122-0.43W/cm3强迫风冷;0.43～O.6W/cm3液冷;大于0.6W/cm3蒸发冷却。注意这是温升要求40℃时的推荐参考值,如果温升要求低于40℃,就需要对散热方式降额使用,0.122时就需要选择强迫风冷,如果要求温升很低,甚至要选择液冷或蒸发冷却了。 　　广东天一照明建议这里面还应注意一个问题,是不是强迫风冷能满足散热要求,我们就可以随便选择风扇转速呢,就好像说某件工作,专科学历的知识水平即可胜任,是不是随便抓个大专生就能做好呢,当然不是,风扇的转速与气流流速有直接关系,这里又涉及一个新概念——热阻。 　　1.热阻=温度差 / 热耗 (单位℃/W) 　　热阻越小则导热性能越好,这个概念等同于电阻,两端的温度差类似于电压,传导的热量类似于电流。风道的热阻涉及流体力学的一些计算,如果我们在热设计方面要求不是很苛刻,可通过估算或实验得出,如果要求很苛刻,可以查阅《GJB/Z27-92 电子设备可靠性热设计手册》,里面有很多系数、假设条件的组合,三言两语说不清楚,个别系数我也没搞明白如何与现实的风道设计结合,比如,风道中有一束电缆、风道的壁不是均匀的金属板,而是有高低不平带器件的电路板,对一些系数则只能估算了,最准确的方式反而是实验测量 了。 　　热阻更多的是用于散热器的选择,一般厂家都能提供这个参数。举例,芯片功耗20W,芯片表面不能超过85℃,最高环境温度55℃,计算所需散热器的热阻R。 　　计算：实际散热器与芯片之间的热阻近似为0.1℃/W,则(R+0.1)=(85-55) ℃/20W,则R=1.4℃/W。依据这个数值选散热器就可以了。 　　这里面注意一个问题,我们在计算中默认为热耗≈芯片功率,对一般的芯片,我们都可以这样估算,因为芯片中没有驱动 机构,没有其他的能量转换机会,大部分是通过热量转化掉了。而对于电源转换类芯片或模块,则不可以这样算,比如电源,它是一个能源输出,它的输入电量一部分转化成了热,另外很大部分转化成电能 输出了,这时候就不能认为热耗≈功率。 以上部分是定量设计部分的内容,在有了一个定量的设计指导后,也有一些具体的工程技巧来帮助实现理论计算结果的要求。 一般的热设计思路有三个措施：降耗、导热、布局。 　　一、导热 　　导热的设计规范比较多,挑一些比较常见的罗列： 　　1.进风口和出风口之间的通风路径须经过整个散热通道,一般进风口在机箱下侧方角上,出风口在机箱上方与其最远离的对称角上; 　　2.避免将通风孔及排风孔开在机箱顶部朝上或面板上; 　　3.为防止气流回流,进口风道的横截面积应大于各分支风道截面积之和; 　　4.对靠近热源的热敏元件,采用物理隔离法或绝热法进行热屏蔽。热屏蔽材料有：石棉板、硅橡胶、泡沫塑料、环氧玻璃纤维板,也可用金属板和浇渗金属膜的陶瓷; 　　5.将散热》1w的零件安装在机座上,利用底板做为该器件的散热器,前提是机座为金属导热材料; 　　6.热管安装在热源上方且管与水平面夹角须》30度; 　　7.PCB 用多层板结构(对EMC 也有非常非常大的好处),使电源线或地线在电路板的最上层或最下层; 　　8.热源器件专门设计在一个印制板上,并密封、隔离、接地和进行散热处理; 　　9.散热装置(热槽、散热片、风扇)用措施减少热阻： 　　(1)扩大辐射面积,提高发热体黑度; 　　(2)提高接触表面的加工精度,加大接触压力或垫入软的可展性导热材料; 　　(3)散热器叶片要垂直印制板; 　　(4)大热源器件散热装置直接装在机壳上; 　　10.密封电子设备内外均涂黑漆可辅助散热;为避免辐射热影响热敏器件、热源屏蔽罩内面的辐射能力要强(涂黑),外面光滑(不影响热敏器件),通过热传导散热。 　　11.密封电子设备机壳内外有肋片,以增大对流和辐射面积; 　　12.不重复使用冷却空气; 　　13.为了提高主要发热元件的换热效率、可将元件装入与其外形相似的风道内; 　　14.抽鼓风冷却方式的选择; 　　15.风机的选择; 　　16.被散热器件与散热器之间充填导热膏(脂),以减小接触热阻; 　　17.被散热器件与散热器之间要有良好的接触,