led降溫系統概述

LED燈的含義

所謂led(Light-emitting Diode的縮寫) 燈是指采用半導體發光二極管技術做為發光源的一種新型環保照明產品。LED 燈具有省電節能，易控制、免維護、安全環保、使用壽命長等特點，其使用壽命可達50,000-100,000小時，遠超過傳統鎢絲燈泡的1,000 小時及螢光燈管的10,000 小時。LED作為一種新型的節能、環保綠色光源產品，必然是未來發展的趨勢。

LED燈面臨的散熱困境

LED的優點之一是擁有很高的光電轉換效率，與傳統光源相比有很大的提升，不過目前LED燈具產品尚有不足，發光效率偏低，主流產品的光電能轉換效率大概還是只有15-20%,這意味著多達80-85%的電能還是轉換成了熱量，因此工作時會產生較多的熱量，需要使用一些散熱設備將熱量導出并散發到環境中，否則將會影響LED設備的使用壽命甚至導致無法工作。由于受到目前技術發展的限制，散熱問題一直是LED照明面臨的重要挑戰。

清華大學退休教授、美國PAM公司顧問茅于海認為，LED散熱面臨的主要挑戰還是體現在大功率路燈，以及體育場和球場高亮度燈的這些大功率LED設備的使用散熱過程。因為這些LED設備功率大，所需散的熱量也大，而且在露天面臨各種炎熱暴曬天氣，增加了散熱的難度。劇場的高亮度聚光燈也是難點之一。另外，高功率PAR38燈由于體積小、功率大，要求無電磁干擾也增加了散熱的難度。

目前普通散熱模式

目前普通的LED路燈的散熱方式主要有:自然對流散熱、加裝風扇強制散熱、熱管和回路熱管散熱等。這幾種散熱方式有其存在的意義和作用，但也相應的有其缺點和不足之處，例如風扇散熱方式系統略顯復雜，可靠性比較的低，經常是風扇的壽命比芯片還短，現在基本上已被業界拋棄;而熱管散熱雖被業界所接受，使用比較廣泛但效果上還是較為牽強，往往不能達到LED工作的最佳溫度;另外還有一種就是用散熱片散熱，通過散熱片和LED熱源結的接觸來通過散熱片帶走多余的熱量，但往往因為設備大小所限導致散熱片表面積有限，效果還是不盡如人意。

燈杯式散熱器(鋁)散熱功耗≤60W

熱管式散熱器散熱功耗≤100W

散熱功率達200W的微槽群散熱器

不管是熱管回路還是散熱片的散熱都是采用被動式散熱方式，即熱源的熱量被散熱器接收然后散熱器再在空氣中散發傳導過來的熱量，這種散熱方式在小型設備或小功率設備中使用和存在比較廣泛，對于功率大熱量大的設備來說上述散熱方式就顯得捉襟見肘了。由于被動散熱器受制于有限的換熱能力，單位時間內能帶走的熱量很有限，使得用來冷卻大功率LED模組的散熱器不得不做得很大很重，這就不符合大功率LED散熱系統小體積的需求。

先進的LED散熱模式

通過強制對流換熱的高效散熱能力快速帶走熱量，降低LED芯片的溫度，并且同時減小了散熱器的體積及重量，更好地滿足照明設計小型化的要求，這就是所謂的主動式散熱。而市場上常見的主動式散熱就是壓縮機式散熱，例如我們家庭里常見的冰箱空調等設備都是產生冷源的主動式散熱設備，工業用的主動散熱設備有機柜空調、微型壓縮機芯片降溫等，可以說采用主動式散熱是將來大功率LED散熱的方向所在。受到體積的限制，在LED設備中通常不會采用很大尺寸的散熱器，因此微型壓縮機散熱系統對大功率LED行業來說是一個不錯的選擇。現有的微型壓縮機中尺寸最小的當屬由美國Aspen公司研制開發的全球最小的微型直流壓縮機，以該壓縮機為核心壓制的微型散熱系統現已由深圳某公司研制成功:

全球最小的微型直流壓縮機

壓縮機散熱原理、特點

該套設備可廣泛用于軍事、醫療、電子、IT行業的降溫散熱。這款全球最小的微型壓縮機制冷系統是利用壓縮機制冷原理，通過冷媒帶走熱量，主動產生冷源來冷卻需要降溫的設備，整套設備均具有超小體積，高制冷量，適應高溫工況等特點，可滿足各種便攜移動，狹小空間，局部降溫，直接制冷等多方面的應用，而在大功率LED降溫系統上的應用則是完全滿足其對小體積大散熱量的需求。

微型壓縮機制冷系統

該散熱系統LED散熱解決方案有以下特點:

1、 微型壓縮機散熱系統體積小，由于其核心系統采用全球最小的微型壓縮機，所以其整體體積非常小，適合用于對散熱體積需求小的設備。

2、 微型壓縮機散熱系統蒸發器部分，也就是和熱源的接觸部分體積非常小，僅有45mmX45mm，可以根據用戶尺寸進行訂做，可大可小。而接觸冷頭部分材料則是使用優質銅材，大大減小了LED芯片熱源與傳導冷媒之間的熱阻，使得熱量傳導更加快速，根據權威機構測試，蒸發器接觸表面和散熱冷媒的溫差最高僅為10℃，在冷媒散熱溫度為30℃的情況下，熱源接觸面的溫度僅僅為40℃，熱源發熱功率此時可以達到500W，以光電轉換率為50%的大功率LED設備而言，500W的散熱功率相當于解決900~1000W的LED光照設備的散熱問題，可以說微型壓縮機制冷系統的散熱功率基本滿足所有大型大功率LED設備的散熱需求。

壓縮機散熱的前景

這種新的散熱設備可以真正把光衰壽命做到十年以上，通過增加散熱器的長度，該方案可以用在1000瓦以上的投射燈、探照燈上，包括目前市場上正在開發的400W、600W、800W、1200W以上的投射燈、探照燈等。據悉，這款解決方案不但可以用在LED路燈，還可以用在其他超大功率LED燈，如運動場、機場、碼頭、大橋投射燈，高爾夫球場燈、RGB舞臺燈、RGB景觀投射燈、廣場燈、軍事探照燈等，因為這些大功率LED設備都需要良好的散熱性能，可以預見，微型壓縮機制冷系統將在大功率LED領域擁有非常廣闊的前景和未來。