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LED筒灯散热的“痛点”怎么破?

阿拉丁照明网 2018-11-09 08:04:32

更低的成本,更高的效率。随着LED市场逐渐成熟,LED照明对各部件也提出了更为严苛的要求。其中,直接关乎LED照明产品性能和可靠性的散热部件,日益成为LED灯具设计应用的重点话题。那么,目前LED散热部件应用到哪个程度?最新的散热解决方案有哪些?阿拉丁新闻中心从筒灯散热出发,对最前线的LED筒灯和散热企业进行探访,了解LED散热材料的新技术与新趋势。


寻找LED筒灯散热“痛点”背后的大未来


目前,对于已经进入产品同质化的应用领域,LED照明技术面临着三个突破口:提升其使用率、降低保修率、延长使用效果,其散热成本问题依然困扰着品牌厂家。


早期的LED筒灯由于LED灯珠的昂贵,整体成本很高不为客户所接受。随着LED筒灯芯片价格的降低以及散热技术的提高,技术的不断成熟,其市场规模更是呈现出几何式发展。面对庞大的市场空间,各大厂商也展开了激烈的竞争,散热问题可谓首当其冲。


LED筒灯散热的“痛点”怎么破?


谈及当下LED筒灯散热的痛点,深圳市安森照明科技有限公司技术总监李廷帅说到,“我们认为筒灯散热的痛点是散热效果与成本之间的矛盾。要想有好的散热效果,同时有良好的外观造型及质感,如何有效的控制成本是一个需要挑战的问题。”


广东祥新光电科技有限公司董事长李碧伟告诉记者,“当前LED筒灯散热的痛点在于,热量集中在光源底部,形成散热器中间局部温度高,边缘温度低;另有一种中间襄铜芯散热器,成本较高。


中山市铂晶照明电器有限公司销售经理元开孙谈到,公司在筒灯生产过程中目前主要采用压铸铝,该材料容易压铸成型,方便配合光学配件设计。材料购买方便,成本不高。而对于筒灯散热的问题,元开孙认为,“做大功率时,筒灯灯体大,但是芯片基板小,需要快速导热,目前压铸铝材料做筒灯存在导热距离过长问题。同时压铸铝存在杂质多,裂缝,空心等问题严重降低散热效果。”


大多数的LED筒灯由于工作时热量高,必须使用导热系数较高的铝合金。通常有压铸铝散热器、挤压铝散热器、冲压铝散热器。据反馈,压铸铝散热器是目前LED筒灯中使用较多的方式,但是,虽然其生产成本可控,但散热翼无法做薄,很难使散热面积最大化。LED灯具散热器常用压铸材料为ADC10和ADC12。


伴随着LED筒灯在各大领域的普遍应用,如何提升其使用率,降低保修率,延长使用效果,一时间成为热议话题,但其仍然因为散热问题而造成成本略高。为抢占市场,各大材料公司不断推出散热套件的全新研发项目,从最初的金属铝制外壳到陶瓷制品,以及现在很火热的塑料散热材料,这些都是为了能将热量更好的传导出去。


“塑包铝”是否成LED筒灯的新救赎?


在结合了塑料以及铝的散热性能优缺点之后,LED塑包铝散热套件被研发和推出市场,获得外界一致好评。这种散热材料是外面材料塑料材质包裹着,而内部则用铝材进行导热,这样结合二者优缺点之后,产品性能更佳,导热性强而其成本也得到了控制。另外塑料本身就比较容易加工和塑造,因而塑包铝的造型和款式还是比较丰富的,也满足了不同的场所应用需求。


阿拉丁照明网记者在走访过程中了解到,如若在筒灯中使用塑包铝散热器,则完全可以规避这两个问题,其制作无需氧化等流程,可大大减少污染问题,另外,无需压铸,经济效益更明显。


由于筒灯体型较大,直径从2.5寸到10寸甚至更大。灯具对于散热材料的要求比较苛刻,除了散热本身以外,在产品的拉伸方面,要保证大面积不会变形。普万光电靳涛在谈论关于塑包铝材料的使用,他认为,“散热材料一定要跟散热方案相结合。什么样的方案才是最好方案,要根据你产品的定位,来选用最合适的材料和方案。”


有数据表明,2016年中国LED商业照明市场占LED照明应用市场总体规模的10%左右,2017将处于稳定增长期,市场前景广泛。现阶段商业照明行业已经进入全新发展阶段,LED筒灯企业除了加强自身技术的研发之后,更需要探索创新发展。“塑包铝”作为一种新型散热材料,目前被一些厂家应用。对待“塑包铝”材料在LED筒灯中的使用,我们相信,市场自然会加快产业化的未来。


微利时代LED筒灯散热最新技术与应用


更低的成本,更高的效率。随着LED市场逐渐成熟,LED照明对各部件也提出了更为严苛的要求。


其中,直接关乎LED照明产品性能和可靠性的散热部件,日益成为LED灯具设计应用的重点话题。那么,目前LED散热部件应用到哪个程度?最新的散热材料有哪些?阿拉丁新闻中心从筒灯散热出发,对行业进行探访,从最前线LED筒灯和散热企业了解LED散热材料的新技术与新应用。


铝散热被广泛应用但成本和环保问题日益严峻


在阿拉丁新闻中心记者的采访中了解到,目前大部分LED筒灯厂商仍然采用铝散热材料作为灯壳,因其具备良好的散热及成型,应用成熟,在光源及大功率灯具领域一直保持良好的市场占有率。但加工复杂、成本高、材质重等缺点仍成为LED灯具降低成本的天然屏障。


广东祥新光电科技有限公司董事长李碧祥表示,祥新光电目前多采用压铸铝散热器;压铸铝散热器优点是外形美观、形状可多变、价格适中。同时,他也坦言,压铸铝散热器本身不绝缘,电源需增加绝缘体保护;散热器模具成本比较高,新产品开发投资大。


东莞市普万光电散热科技有限公司总经理靳涛一语中的指出,铝合金散热材料目前最明显有两个弊端,第一是环保问题,现在环保盘查非常严,而五金的制作过程对环保的影响又很大,这是一个非常重要的信号;另外,成本比较高,如果单做一个压铸筒灯,材料可能不太贵,但现在压铸的成本,包括后期处理的成本,整个算下来成本就会非常高。


“铝材灯体散热是目前LED照明行业使用最广泛的一种散热方式。而作为筒灯,我们目前认为经济实用高性价比的用冲压铝材算是较好的。但如果用塑包铝的话,需要用导热塑料包铝的方式,其一散热好,其二有质感。”深圳市安森照明科技有限公司技术总监李廷帅向阿拉丁新闻中心记者谈道。


塑料散热方案崭露头角兼具导热性能性价比和绝缘


另一方面,塑料散热逐渐兴起。因其在设计、性能和成本等方面的优点,如重量轻(比铝材轻20~40%)、兼具易成形、低成本,而且最为重要的是因塑料不导电,具备良好的电气绝缘能力,塑料散热已逐渐成为趋势。


东莞市港茗电子科技有限公司技术经理夏运安指出,塑包铝散热器不仅在导热上劣势不明显,更重要的是绝缘,让人觉得更安全,同时在批量生产上更有优势,尤其作为小功率的筒灯来说,塑包铝会更好。


谈及塑料导热,深圳市安森照明科技有限公司技术总监李廷帅则分析道,塑料散热是不错的散热材料,好的导热塑料偏贵,差的效果不理想,采用好的导热塑料包铝的方式是一个较为适中的方式。而且塑包铝最大的益处是电源可以采用非隔离型的电源,无须考虑高压对人身的安全问题,相应电源的成本会降低。我们会考虑使用导热塑料包铝的方式,虽然成本可能会贵一点,但既能保证产品良好的散热效果,同时也保证了我司产品的品牌定位。


普万光电总经理靳涛非常肯定地表示,塑包铝将是筒灯散热的必然方向,将会成为筒灯散热的主流材料。


新型散热材料:石墨烯和全塑化在路上


目前,业内讨论比较多的还有“石墨烯“和”全塑化“散热材料。


“石墨烯表面喷涂技术也有较好的散热效果,它采用的是热辐射原理,但其成本过于偏高,同时辐射效果也受灯的安装空间环境影响。”谈及未来的散热应用材料时,安森照明技术总监李廷帅谈到。也有业内资深人士指出,石墨烯散热目前还只是个噱头。


而“全塑化”是行业正在尝试的另外一种散热技术,LED行业人称之为“去散热器”化。普万光电总经理靳涛提到,“理论上讲全塑散热是可行的,但在实际的开发应用中还是有很多技术及市场瓶颈。比如,普万光电早期从事开发石墨复合材料将导热系数推到30W/M.K,直接注塑生产散热器。散热指标都在规定范围值内,但由于其加工难,并且不绝缘的特点,无法真正实现散热材料的替代化。


为了解决其加工难,不能绝缘的问题,普万光电散热科技相继研发高散热氮化物复合材料,将导热系数做到15W/M.K,直接注塑生产。虽然实现了散热材料的安全绝缘,耐高压4800V,但由于其材料成本的高居不下,也无法实现产业化。”


对于全塑散热时代,普万光电总经理靳涛表示,这应该是一个循序渐进的过程,是整个产业链技术都达到一致水平的时候,全塑散热时代才会真正的来临。


塑包铝散热是一股什么“风”?


众所周知,散热材料是直接影响LED灯具品质与寿命的一个重要因素。不少厂家生产的LED筒灯的光效比预期值偏低,光衰过快,主要原因是散热不理想,因此,为了有效解除LED筒灯的发展桎梏,一种具有革新意义的塑包铝材料应运而生。


那么,塑包铝受到哪些企业的青睐?在主流流通型筒灯中的应用效果怎样?未来发展趋势如何?今天我们就一起来探究探究。


塑包铝材料何以成“新宠儿”?


随着LED散热技术的不断革新,各大材料公司不断推出散热套件的全新研发项目,从金属铝制外壳到陶瓷制品,再到塑包铝散热材料,关于散热材料的讨论从未停止过。由于塑包铝结合了塑料与铝的特性,增强了导热材料的安全性,也提升了散热套件的实用性、美观性,还在很大程度上降低了使用成本,目前国内已有多家企业进行研发和应用,其中包括普万光电、昆山纳诺、韦迪、祥新光电、安森照明、三志照明、牧羊人照明等。


塑包铝作为一种新型散热材料,目前被一些厂家应用,与此同时,观点加持也使其成为LED照明行业热门话题之一。深圳市安森照明科技有限公司技术总监李廷帅认为,采用塑包铝最大的益处是电源可以采用非隔离型的,无须考虑高压对人身的安全问题,相应电源的成本会降低。


在李廷帅看来,导热塑料是不错的散热材料,采用好的导热塑料包铝的方式是一个较为适中的方式,虽然成本贵点,但能保证产品良好的散热效果,同时也保证了产品的品牌定位。


江门市牧羊人照明电器有限公司总经理钟锦海也持同样观点,“公司用过的高导热塑料的散热器散热效果还可以,手感也不错,就是成本太高了。”


塑包铝在筒灯领域的应用未普及?


近一两年来,随着各大材料公司不断研发塑包铝的更多功效和应用范围,塑包铝材料开始球泡灯领域步入筒灯等商业照明领域。


不过,记者发现目前塑包铝材料在筒灯领域应用还不多。“作为筒灯,我们目前认为经济实用高性价比的用冲压铝材算是较好的。如果用塑包铝的话,需要用导热塑料包铝的方式,其一散热好,其二有质感。如果用普通塑料包铝的话,太过于低端。”深圳市安森照明科技有限公司技术总监李廷帅对阿拉丁新闻中心记者如是说。


在广东三志照明有限公司副总经理曾名鹏看来,塑包铝是目前球泡灯主流使用方式了,筒灯暂时应用未普及,但预计会慢慢多起来,眼下主要是一些中小厂家以低价位进行竞争,品牌厂家会很慎重。


我们不禁反问导致上述这一现象的原因是什么?广东祥新光电科技有限公司董事长李碧祥回应称:“塑包铝材料导热系数低,较适合做低功率产品(10W以下),不适合高功率商照产品。”他进一步解释说,“一方面,现市面导热塑料的导热系数为5.0左右,而内部铝件导热系在230左右,内部热量很难传导到外部,产品热量集中在灯体内部;另一方面,商照产品灯具功率大、发热量高,使用塑包铝材料在防火方面对人形成不安全感。”


塑包铝将是未来筒灯散热的必然方向?


现阶段来说,即便塑包铝材料在LED筒灯领域的应用尚未普及,但东莞市普万光电散热科技有限公司总经理靳涛非常看好其在筒灯领域的应用,认为塑包铝将是筒灯散热的必然方向,将会成为筒灯散热的主流材料。


靳涛从环保和成本角度道出客户与终端用户对于筒灯散热的心声,认为塑包铝绝对是最佳的选择:“首先,因为现在五金有两个弊端,一是环保问题,因为五金的制作过程对环保的影响很大,二是现在环保盘查非常严,这是一个非常重要的信号;其次是成本比较高。因为做一个压铸筒灯,材料有可能不太贵。但现在压铸的成本,包括后期处理的成本,整个算下来成本会非常高。而选择塑包铝做的话,完全可以规避两个问题,其制作无需氧化等流程,可大大减少污染问题,另外,无需压铸,经济效益更明显。


同时,针对散热材料这块,靳涛认为,由于筒灯体型较大,直径从2.5寸到10寸甚至更大。因此,对于散热材料的要求比较苛刻,除了散热本身以外,还要保证它在大面积上面不会变形以及开裂。总而言之,筒灯绝对不可以用单一的一种材料去解决这个问题,也不是市面上随便买一种材料就可以拿来做筒灯散热,因为这样会很容易出现开裂、变形、散热不够或者颜色时间久了会发黄等一系列风险。


最后,对于散热材料的应用,靳涛强调,“一定要跟散热方案相结合,要根据产品的定位来选用最合适的材料和方案。”

 

结语


目前中国LED照明市场,尤其是流通型产品的竞争日益白热化,已到了微利甚至无利可图的地步。如何在外形设计,工艺水平制作和材料供应上进行优化选择,成为企业制胜最为关键的一环。


而塑包铝散热材料,使企业的成本和环保等痛点问题迎硬而解。或许,这一散热材料的普及,LED筒灯照明市场又将迎来一轮革新性的变化。




来源  |  阿拉丁照明网

作者 | 陈小丽、卡茨、黄燕燕


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