- 戶外LED燈具的工作環(huán)境
- 散熱材料的選擇
- 戶外LED芯片的封裝技術(shù)
- 外殼和散熱器設(shè)計(jì)為一體
- 將散熱器與LED燈組合成完整燈具
- 采用多芯片與散熱器整體封裝
戶外照明設(shè)計(jì)師必須考慮的戶外LED燈具的工作環(huán)境
LED戶外照明燈具由于工作環(huán)境比較復(fù)雜，受溫度、紫外線、濕度、下雨天雨水、沙塵、化學(xué)氣體等自然條件的影響，時間一長，就會到致LED光衰嚴(yán)重的問題。所以終上考慮，戶外照明設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)的時候應(yīng)考慮這些外部環(huán)境因素的對LED戶外照明燈具的影響。
戶外LED燈具在散熱材料選擇方面應(yīng)該注意的事項(xiàng)
外殼和散熱器設(shè)計(jì)為一體，用來解決LED的發(fā)熱問題，這種方式較好，一般選用鋁或鋁合金，銅材或銅合金，以及導(dǎo)熱良好的其它合金。散熱有空氣對流散熱、強(qiáng)風(fēng)冷卻散熱和熱管散熱，(噴氣致冷散熱也是類似熱管散熱的一種，但結(jié)構(gòu)更復(fù)雜一些。)
選擇什么樣的散熱方式，對燈具的成本有直接影響，應(yīng)綜合考慮，與設(shè)計(jì)產(chǎn)品配套選出最佳方案。
燈罩的設(shè)計(jì)選材也是至關(guān)重要，目前使用的有透明有機(jī)玻璃，PC材料等，傳統(tǒng)的燈罩是透明玻璃制品，究竟選什么樣材料的燈罩跟設(shè)計(jì)的產(chǎn)品檔次定位有關(guān)，一般來說，室外燈具的燈罩最好是傳統(tǒng)的玻璃制品，它是制造長壽命，高檔燈具的最佳選擇。采用透明塑料、有機(jī)玻璃等材料做的燈罩，做室內(nèi)燈具的燈罩較好，用于室外則壽命有限，因?yàn)槭彝怅柟?、紫外線、沙塵、化學(xué)氣體、晝夜溫差變化等因素使燈罩老化壽命減短,其次是污染了不易清結(jié)干凈，使燈罩透明度降低影響光線輸出。
戶外LED芯片的封裝技術(shù)
目前國內(nèi)生產(chǎn)的LED燈具(主要是路燈)大都是采用1W的LED多個串、并聯(lián)進(jìn)行組裝，這種方法熱阻較先進(jìn)封裝技術(shù)的產(chǎn)品高，不容易造出高品質(zhì)的燈具?；蛘呤遣捎?0W、50W甚至更大的模組進(jìn)行組裝，以達(dá)到所需要的功率，這些LED的封裝材料有用環(huán)氧樹脂封裝，有用硅膠封裝的。二者的區(qū)別是：環(huán)氧樹脂封裝耐溫較差，時間久了易老化。硅膠封裝則耐溫較好，使用時應(yīng)注意選擇。
采用多芯片與散熱器整體封裝比較好，或采用鋁基板多芯片封裝再通過相變材料或散熱硅脂與散熱器相聯(lián)接，做出的產(chǎn)品熱阻比用LED器件組裝的產(chǎn)品的熱阻要少一至二道熱阻，更利于散熱。采用LED模組的燈具，模組基板一般為銅基板，它與外散熱器的聯(lián)接要使用好的相變材料，或好的散熱硅脂，保證銅基板上的熱量能及時傳到外散熱器上去，如處理不好則易使熱量堆積造成模組芯片溫度升得太高，影響led芯片正常工作。筆者認(rèn)為：多芯片封裝適合制造普通照明燈具，模組封裝適合空間有限的場合制造緊湊型led燈具(如汽車主照明的頭燈等)。
在戶外LED燈具散熱器設(shè)計(jì)方面的研究
散熱器是led燈具很關(guān)鍵的一個部件，它的形狀、體積、散熱表面積都要設(shè)計(jì)得洽到好處，散熱器太小，led燈工作溫度太高，影響發(fā)光效率和壽命，散熱器太大，則消耗材料多增加產(chǎn)品成本和重量，使產(chǎn)品竟?fàn)幜ο陆?。設(shè)計(jì)合適的led燈散熱器至關(guān)重要。散熱器的設(shè)計(jì)有以下幾個部分：
1.明確LED燈需要散熱的功率。
2.設(shè)計(jì)散熱器用的一些參數(shù)：金屬的比熱，金屬的導(dǎo)熱系數(shù)，芯片熱阻、散熱器熱阻、周圍環(huán)境空氣熱阻等?！?br />
3.確定采用散的類型，(自然對流散熱、強(qiáng)風(fēng)冷卻、熱管散熱，以及其它的散熱散熱方式。)從造價比較：自然對流散熱造價最低，強(qiáng)風(fēng)冷卻中等，熱管散熱造價較高，噴氣致冷造價最高。
4.確定LED燈具許可的最高工作溫度(環(huán)境溫度加燈具許可溫升)
5.計(jì)算散熱器的體積、散熱面積。并確定散熱器的形狀?！?br />
6.將散熱器與LED燈組合成完整燈具，并通電工作八小時以上，在室溫39℃--40℃的環(huán)境下檢查燈具的溫度，看是否滿足散熱要求，以檢驗(yàn)計(jì)算是否正確，如不滿足使用條件，則要重新計(jì)算和調(diào)整參數(shù)。
7.散熱器與燈罩的密封要做到防水、防塵，燈罩與散熱器之間要墊抗老化的橡皮墊或硅橡膠墊，用不銹鋼螺栓緊固，做到密封防水、防塵 通過以上四點(diǎn)注意事項(xiàng)，再參照我國頒布的最新室外照明燈具技術(shù)規(guī)范，以及城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，這是戶外照明設(shè)計(jì)師在必備的最基本知識。
