颇具性价比的高导热塑料工矿灯设计技术
日期: 2016-07-06 13:41:09 点击: 580

  LED工矿灯为了迎合市场和客户的需要,必须创新设计万千种方案和造型。现有的LED照明相关器件、材料已不能满足不断变化市场的需要,需要不断创新设计思路、创新新材料、新工艺,才能设计生产出新一代的照明灯具。

  1 高导热塑料工矿灯

  Led工矿灯作为室内外照明用途广泛和需求量大的产品,以往传统的工矿灯采用低电压、大电流的LED灯珠工作状态设计(如集中封装的COB),在点亮时造成灯具高热难以散发,一直是令产品设计师费力去寻求降温散热的方法而头疼的,还会耗用较多的铝材而设计成效果欠佳的散热器件,散热器设计高大笨重。

  高导热塑料的出现为工矿灯提供一种散热好、耐腐蚀、绝缘性能好的新一代材料,工矿灯新的系统设计因此有了创新的方案。两个不同散热材料、不同方案设计的100W功率LED工矿灯(如图1所示),左面是传统设计的LED工矿灯,采用低电压、大电流COB的LED灯珠光源板,外置驱动电源,多鳍片铝合金散热器,整体自重5~6kg;右面是采用HVLED均布技术光源板,高压线性恒流驱动电源,和高导热塑料散热器,创新设计的新一代工矿灯,整体自重仅1.85kg.

  2 高导热塑料

  高导热塑料,顾名思义就是导热性能优良的塑料。高导热塑料导热系数2~9W/mk,耐压AC6000V,耐高温,耐酸碱盐雾腐蚀,阻燃等级高。适合于挤塑、注塑成型的自动化、大批量生产,产品无需任何后道工序,大大降低了制造成本,生产过程环保而无污染。

  塑料有石化塑料和生化塑料两大类,分别来自于石油和植物。石化塑料从石油分解中获取,石化塑料废弃之后很难自行分解。生化塑料来自植物,废弃时只要加以粉碎,埋入地下几年后,在一定湿度和微生物的作用下,可自行分化瓦解,实行全降解,保证达到环保要求。

  传统的石油基塑料制品在为人们日常生活带来便利的同时,也产生了一系列问题,其中以白色污染和能源短缺最为严重。为了解决这些问题,一种可完全降解的生物塑料——改性聚乳酸PLA应运而生,该产品既具高导热性能,又具有良好的绝缘性能,无漏电之虞,正是LED照明所需要的、理想的散热器新材料。

  PLA(Polylactic Acid)是聚乳酸的英文简写,是以乳酸为主要原料的聚合物。其合成原料主要来源于植物性淀粉(俗称“玉米淀粉”),它不仅可以持续利用,而且使用后粉碎埋在土壤中可被微生物完全分解,对环境无任何污染,因此是目前国际上公认的理想的绿色材料。高导热生物塑料由PLA多次改性而成,导热速度快、散热好是主要特点,又具一定的刚度。可以广泛应用于不同功率(3~200W)的LED灯具,涵盖球泡灯、日光灯、天花灯、筒灯、轨道射灯、Par灯、工矿灯、防爆灯、路灯等常见的LED灯具。高导热塑料具有抗紫外线,耐酸碱盐雾腐蚀的特性,尤其适合在一些特殊要求的环境中使用,如海边、码头、海洋船舶,有盐雾及酸碱浓度较大的使用环境。

  3 高导热塑料散热器VS铝散热器

  (1)绝缘特性:高导热塑料的绝缘特性,使整灯产品可采用各种不同的电源方案,如非隔离开关恒流驱动电源方案,高压线性恒流驱动电源方案,无需体积大、价格贵的外置电源。有效地降低整灯成本,提升整灯效率,减少产品的体积。

  (2)耐酸碱、盐雾的腐蚀:整灯产品能广泛应用于各种恶劣环境中,如海洋、沙漠、井下等腐蚀性强的环境中,有效地避免了铝件散热体由于盐雾,湿度等恶劣环境所造成的氧化、腐蚀和锈蚀的缺点。

  (3)加工特性:直接采用注塑方式制作,一次成型,光洁度高;避免了铝件作为散热体的后续多道加工工序的成本,生产过程无任何重金属污染,以及废水废气的排放。

  (4)塑包铝结构:既可充分发挥铝传导热量速度快的特性,又可以充分发挥散热材料热对流辐射能力特性,散热效果比单独使用铝件更为有效。

  (5)整灯产品重量轻:由于散热效果明显,可以用更小的体积,更轻的重量,满足同一尺寸散热体用于更高功率产品的需求。

  (6)环保特性:高导热塑料使用PLA玉米淀粉作为原料,具有全降解的特性,更符合欧美的环保要求,更易被客户所接受。

  (7)特殊灯具的应用:如在防爆灯的应用方面,由于绝缘散热材料具一定的刚度,可以取代金属作为防爆灯的外壳,大幅减少金属作为防爆灯外壳所必须的安全工艺,可以减少制造工序,降低成本。

  4 采用“光电引擎”+高导热绝缘散热体的优势

  (1)高PF值(轻松达到>96%),高效率(基本可以在85%~92%),THD<20%.

  (2)无需添加加任何安规电容或电感,则可满足EMC、能源之星和PWM的调光要求。

  (3)电路部分,全部采用固态元器件,避免电解电容长期在高温状态下使用容易损坏的问题,电源寿命更长,更稳定和可靠。

  (4)电路简洁,电源和灯珠一体化,采用全自动的方式生产,减少加工成本。

  (5)在同样符合出口安全标准和质量要求的情况下,可以大幅降低电源成本。

  (6)高压线性恒流驱动IC具有智能过温和过压保护功能,更能保障电源和整灯的寿命。

  5 与传统开关电源的性价对比

  采用高压线性恒流IC驱动方式,在满足同样的出口安全标准和质量要求的情况下,可大幅节省电源的成本。减少灯具的结构设计,也就节省整灯成本。

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