由于球泡燈散熱器面積的限制,所以很難散熱超過7-9W。根據目前的LED光效,它的流明數也就相當于60W白熾燈。隨著以后LED光效的逐年提高,相信會出現同樣大小而能取代100W的白熾燈。
散熱器的材料目前大多數采用鋁合金,因為成本低廉,加工容易,而且導熱性好。但是最近出現了很多絕緣的塑料散熱器和陶瓷散熱器,其散熱效果也不差。因為最后的散熱主要靠對流和輻射。而對流完全由其形狀和面積決定。輻射則和材料的輻射性有關。各種材料的熱輻射系數如下表所示:
由表中可見,氧化處理是改進金屬材料的輻射散熱的重要途徑。而導熱塑料則不需要任何氧化處理就可以達到極高的輻射系數。因此只要其外形和金屬散熱器一樣,那么其對流和輻射的效果是和金屬散熱器的效果是相同的。但是其熱傳導性能肯定不如金屬,所以整體散熱效果會差一些。但是如果把它做得盡可能薄,再加上一層金屬的內壁,就可以把這個熱傳導低的不利因素降至最低。現在已經有導熱系數大于20 w/mk的塑料,但是其單價比較高。陶瓷散熱器的情況和塑料散熱器情況一樣。只是其導熱系數可以做得更高,當然成本也要高很多。圖10是上海龍茂微電子公司的6W塑料外殼球泡燈。它的散熱器溫度為67度。
圖10 一個6W的塑料散熱器LED球泡燈
塑料和陶瓷的最大優點是絕緣,所以即使采用非隔離電源也容易通過安規檢驗。
此外,為了改善泡殼里恒流驅動電源的散熱,通常都要加入導熱密封膠,以取代導熱差的空氣。還有一種方法是在散熱器上打孔,以便空氣的流通。但是就會有防水的問題。
五.球泡燈的泡殼
所謂泡殼就是指前面透明的玻殼。在白熾燈中,全部都是由玻璃做成的外殼,但是在球泡燈中,雖然也可以用玻璃做前面的外殼,實際上也是有這樣做的。但是因為LED球泡燈重量很重,要比白熾燈重5倍以上,如果用玻璃做的話,掉在地上,摔破的可能性就大多了。因此更多的LED球泡燈采用塑料做泡殼,以防摔壞。而且LED球泡燈因為熱量都從散熱器散出去了,所以通過泡殼的光大都是可見光,很少有發熱的紅外線,所以采用塑料來做泡殼也不會由于過熱而損壞。
但是塑料外殼的最大問題是透光率的問題。因為LED存在眩光的問題,所以盡可能采用乳白色的泡殼,以免看到里面的LED燈珠。而乳白色的泡殼。其透光率就更成問題了。所以對于用于LED球泡燈泡殼的塑料有以下要求:
1.具有高透光、高擴散、無眩光、無光影;
2.光源隱蔽性要好(盡可能看不到LED燈珠);
3.透光率達到90%以上;
4.具有高阻燃性;
5.具有高抗沖擊強度;
現在國內有一種稱為智光LED光學燈罩的據說可以實現所有以上要求(圖11)。
圖11 各種LED塑料泡殼
假如真的可以實現94%的透光率,而且還能防眩光,無光影,那么真的是十分理想的了。其外觀圖如圖12所示。
圖12 智光LED光學燈罩的外觀圖