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LED照明技术传承与突破:攻克散热难题

时间:2017年7月19日 22:00   来源:电子产品世界   作者:电子产品世界   浏览数:1192次
2013年的LED产业跌宕起伏:生产无序,产能过剩,质量混乱,倒闭潮,企业大打价格战,消费者对LED的信任度减少。随着发改委等6部委联合发布了《半导体照明节能产业规划》,多项利好行业发展的规划随后相继推出,LED行业迎来了发展良机,行业变革,企业如何抉择,才能紧跟行业发展,在市场中占据有力位置?聆听深圳市超频三科技有限公司董事长杜建军先生来畅谈企业发展大计。

一、传承与突破:攻克散热堡垒
据记者了解,2010年,拥有180多项自主研发专利技术的国内著名机电散热品牌超频三科技有限公司强势出击LED市场,倡导LED散热器新概念。目前LED的发光效率仍较低,从而引起结温升高,寿命降低。为了降低结温以提高寿命,散热问题则极为关键。LED的散热设计必须从芯片开始一直到整个散热器,每一个环节都要高度重视。忽视任何一个环节设计都会引起严重的散热问题。过去的LED路灯在长期工作中的大量失效,一半是散热设计欠缺引起,另一半是电源失效所引起。所以对散热的设计必须给予充分的重视。
据杜建军介绍,超频三的产品技艺是从传统的CPU散热传承并改良过来的,超频三在PC散热市场占有率已经达到行业第一位,LED散热与CPU散热的原理和根基是一样的,都是需要解决把芯片散发的热量导出、散出;都是解决以芯片为热源的散热问题,所以超频三传承PC散热技术优势,创新发明了热管铆接等系列散热技术,解决大功率LED散热难的问题;
杜建军介绍说,有了技术的传承,产品离不开研发创新的大力投入,2011-2012年超频三的企业的重心都投入了产品的研发,2012年底,超频三一款工矿灯投光灯两用的单颗大功率LED散热器获得了广东省“省长杯”的产品技术评选的奖项,但由于企业重心不在营销,因此2012年全年的产品销售情况一般。进入2013年,超频三所研发的LED产品被行业认可,杜建军介绍说,今年第一季度,超频三的LED散热器产品营收达几千万元。公司对今年的形势持充满信心,“今年整体势头不错,我们力争年底成绩与去年同期相比能有5—8倍的增长。”杜建军信心满满地说。
1、发明热管技术在大功率LED散热上的应用
杜建军介绍说热管技术1963年美国洛斯阿拉莫斯国家实验室发明热管,主要应用于宇航、军工。利用热传导原理,在封闭的管壳中充以工作介质并利用介质的相变吸热和放热进行热交换。导热能力超过任何已知金属。超频三发明热管铆接鳍片技术,热管利用内部介质的汽、液相变导热,将高密度热流由LED光源传导至鳍片。大面积鳍片散发热量,快速降低光源温度、延长光源使用寿命。
LED灯只有在良好的散热设计下,产品才能兼顾稳定的发光效率及品质,进而减少热衰竭及提升产品与周边元件的寿命。目前,受到当前技术限制,LED发光效率低,大部分的能量全部转化成热能。热量使芯片温度上升会引起LED光通量下降,效率变差,加速芯片老化使其寿命减短等一系列问题,散热问题已经成为大功率led技术在照明工程应用的瓶颈。提到超频三今年在LED散热器产品研发上所作的技术改进,杜建军说:“今年的产品我们结合了多种散热技术,其中最主要的,便是将散热管、CPU的散热技术结合应用到LED散热器上。”大功率LED产品的散热技术是一个行业难题,散热的好坏直接影响了LED产品的寿命,据杜建军介绍,超频三生产的LED散热器用于小功率方面的产品主要集中在压铸型材,在大功率LED散热方面超频三投入了相当大的精力,如将风冷鳍片、热管等技术应用于大功率的LED产品上。
据了解,超频三今年新推的创新热管铆接鳍片技术,采用热管+足够面积的散热鳍片+空气对流的环境,可以很好地解决LED散热问题。与传统的铝挤产品相比,这种热管铆接鳍片的LED散热器散热面积更大、重量更轻、风道更好,同时通过散热片与热源直接接触,减小了热阻,散热性能更好。
2、精选差异化散热材料
随着技术的进步,LED的光效、显指都得到了显著的提升,但是散热问题依然是LED照明光源及灯具绕不过去的一道坎。散热处理不当,容易导致LED灯具的寿命和性能大打折扣。谈到散热材料的使用,杜建军介绍说,超频三曾经尝试使用多种散热材料,但很难达到导电和导热两全的效果,目前超频三采用的主要散热材料仍是6063铝材。据记者了解,当前市面上主流是用铝铸散热件进行散热,其特点是造价较低,重量较轻,散热性能较好,不易受环境腐蚀,耐磨损,但其绝缘性差,如果在散热体内有安装电路板(例如LED球泡,灯管),需要进行额外的绝缘措施,以防触电事故发生或因电路板短路造成灯具损毁;另外,铝铸散热件散热体积较大,不利于产品小型化。
“目前最经济实用的还是铝材,许多企业使用的都是这种材料,产品要做出差异化,我们更多的是在设计方面下功夫,特别是在风道的设计上更是花了许多的精力”杜建军介绍说。通过差异化的设计,发挥铝材的优势的同时,也可以有效地将其劣势化为优势。
二、拓宽LED散热器渠道
超频三2003年开始进行PC散热器研发、生产,其生产的PC散热器在业内享有很高的声誉,在国内散热器行业已跻身前三强2010年企业开始进入LED照明散热领域,将散热技术延伸至LED照明。“在散热领域,许多技术都是通用的,设备和技术都一样,所以我们转入LED照明领域并没有碰到太多的困难”杜总对超频三转入LED照明散热领域轻描淡写。LED照明市场在政府资金和政策扶持下,已经逐渐启动并进入活跃期,有业内人士预测,未来三年其市场规模将在400亿以上,这一庞大的市场引来许多企业纷纷投身LED领域,欲从巨大的市场份额中分到一杯羹,新世纪LED记者问及超频三是否会将触角进一步往LED照明灯具产品方向延伸时,杜建军说:“超频三目前涉足LED照明散热产品领域,仅限于做散热配套,为LED灯具厂商提供服务,并不做成品,也没有直接针对终端消费者做相关产品,更不会拓展至LED照明灯具领域。
谈到企业面临的压力,杜建军说,目前超频三所面对的压力并不太大,市面上有的产品价格相对低廉,特别是在筒灯、天花灯等产品的散热器方面,价格竞争激烈。“在LED散热器配套领域,超频三凭借产品种类多、企业规模大、散热工具及设备齐全等优势,在同类企业的竞争中脱颖而出。目前,我们考虑更多的是如何将产品线做长一点,创造一些别人没有的产品,我们在散热器产品方面比较有经验,生产高瓦数的散热产品,这一点其他企业暂时无法超越,我们的精力主要还是在巩固企业自身的优势。”
谈到企业今年的市场规划和部署,杜建军简单介绍道:“今年超频三将着重于LED户外照明产品的研发,国内LED路灯的普及及发展速度非常快,今年我们将推出两个系列的LED路灯产品,预计在今年广州国际照明展期间便可推出新产品。”
据悉,超频三目前的业务重点仍在PC散热而不是LED散热,LED散热所占比重较小。据杜建军介绍,随着LED照明的普及,超频三加大了LED散热器的投入,希望在2014年LED产品的营收可以超过PC散热产品的营收。