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深度评测:如何判断LED照明灯具散热性能的“好坏”?

2016-05-23 00:36
Hsiao Chen
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  如果说一个城市的下水道代表着这个城市的良心,那么,对灯具而言,散热就是一颗容易被忽略的良心。作为高效率冷光源,LED的“高冷”属性让其内置芯片很“怕热”,相对于高颜值的外观设计、精细的电路排布和恰到好处的光学设计,灯具散热性能的好坏在某种程度上极大影响着人们判断所说的灯具“好坏”。

  现在,各大厂家已经将LED灯具的初始光效做的相差无几,让人一眼难辨优劣,即使专业的设计师和工程商在选择灯具产品时也难分伯仲,所谓说,潮水退去,才知谁在裸泳,“质量差”的灯具在经历“高热量导入”的潮水之后渐渐漏出“底裤”,点亮时间的逐渐变长,发光效率和品质都已不复当初,衰退不一,品质优劣高下立判。

  那么,谁在影响着诸如光效的衰减速度甚至灯具的稳定性?散热性能。

  LED的发光效率及寿命与工作温度息息相关,当然,整灯的品质受LED芯片、芯片基板、封装、线路设计、灯具外壳等等因素影响,散热技术的不断演进让这些部件可以发挥更大的效用,然而单靠实际应用过程中感知灯具的稳定与可靠与否,来判定散热器的性能好坏似乎并不容易。这一期我们选择了一款基于覆晶光热一体化散热技术的大功率工矿灯产品解决方案参与测评,以北京瑞德桑节能科技有限公司为样品来源,并邀请深圳市立讯产品技术服务有限公司作为第三方检测机构对产品进行数据检测,以求更科学展现基于该散热技术下整灯的性能表现,为用户提供有价值参考。

  我们先来看看该灯具样品的外观和基本参数

  测试样品外观:

  样品基本参数:

  实验室依据标称最高和最低电压负荷,对灯具在额定功率不同频率的情况下的实测功率和电流变化进行比较,数据显示,不同电压和频率下实测功率与额定功率稍有差异,但功率因数都非常接近1.0,反映了其较高水平的供电系统效率。

  温度对LED性能的影响毋庸置疑,NadarajahNarendran曾在不同的温度条件下对白光LED(LumiledsStar结构)进行点亮温度试验,证明了温度对于LED寿命的重要影响,不同温度条件下LED光源芯片的工作温度(结温)是LED灯具的重要性能指标之一。

  我们对灯具在点亮后达到温度稳态的值进行了观察,温升曲线如下图。

  可以看到,点亮大约1小时40分钟时,灯具各部件温度达到稳态值,从光源焊点到基板,再到散热器腔体背面、翅片远端,可以很清楚看到LED散热路径的各处散热效率。光源焊点作为灯具结温的重要计算因子,其温度高低也直接影响了LED结温的高低,尤其在大功率LED散热设计中,结温TJ对LED的出光率和寿命意义重大,参照该光源LM-80报告,其在85℃温度下状态良好,因此焊点温度80.5℃也完全可以接受。

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