頗具性價比的高導熱塑料工礦燈設計技術

　　LED照明燈具為了迎合市場和客戶的需要，必須創新設計萬千種方案和造型。現有的LED照明相關器件、材料已不能滿足不斷變化市場的需要，需要不斷創新設計思路、創新新材料、新工藝，才能創新設計生產新一代的照明燈具。

　　1 高導熱塑料工礦燈

　　工礦燈作為室內外照明用途廣泛和需求量大的產品，以往傳統的工礦燈采用低電壓、大電流的LED燈珠工作狀態設計，如集中封裝的COB，在點亮時造成燈具高熱難以散發，一直是令產品設計師費心費力去尋求降溫散熱的方法而頭疼的，耗用較多的鋁材而設計成效果欠佳的散熱器件，散熱器設計高大笨重。

　　高導熱塑料出現為工礦燈提供一種散熱好、耐腐蝕、絕緣性能好的新一代材料，工礦燈新的系統設計因此有了創新的方案。如圖1所示二個不同散熱材料、不同方案設計的100W功率LED工礦燈，左面是傳統設計的LED工礦燈，采用低電壓、大電流COB的 LED燈珠光源板，外置驅動電源，多鰭片鋁合金散熱器，整體自重5—6kg;右面是采用HVLED均布技術光源板，高壓線性恒流驅動電源，和高導熱塑料散熱器，創新設計的新一代工礦燈，整體自重僅1.85kg。

　　2 高導熱塑料

　　高導熱塑料，顧名思義就是導熱性能優良的塑料。高導熱塑料導熱系數2-9 W/mk，耐壓AC6000V，耐高溫，耐酸堿鹽霧腐蝕，阻燃等級高。適合于擠塑、注塑成型的自動化、大批量生產，產品無需任何后道工序，大大降低了制造成本，生產過程環保而無污染。

　　塑料有石化塑料和生化塑料二大類，分別來自于石油和植物。石化塑料從石油分解中獲取，石化塑料廢棄之后很難自行分解。生化塑料來自植物，廢棄時只要加以粉碎，埋入地下幾年后，在一定濕度和微生物的作用下，可自行分化瓦解，實行全降解，非常環保。

　　傳統的石油基塑料制品在為人們日常生活帶來便利的同時，也產生了一系列問題，其中白色污染和能源短缺最為嚴重。為了解決這些問題，一種可完全降解的生物塑料—改性聚乳酸PLA應運而生，它既具高導熱性能，又具有良好的絕緣性能，無漏電之虞，正是LED照明所需要的、理想的散熱器新材料。

　　PLA(Polylactic Acid)是聚乳酸的英文簡寫，是以乳酸為主要原料的聚合物。其合成原料主要來源于植物性淀粉(俗稱“玉米淀粉”)，它不僅可以持續利用，而且使用后粉碎埋在土壤中可被微生物完全分解，對環境無任何污染，因此是目前國際上公認的理想的綠色材料。高導熱生物塑料由PLA多次改性而成的，導熱速度快、主要特點是散熱好，又具一定的剛度。可以廣泛應用于不同功率(3W-200W)的LED燈具，涵蓋球泡燈、日光燈、天花燈、筒燈、軌道射燈、Par燈、工礦燈、防爆燈、路燈等常見的LED燈具。高導熱塑料具有抗紫外線，耐酸堿鹽霧腐蝕的特性，尤其適合在一些特殊要求的環境中使用，如海邊、碼頭、海洋船舶，有鹽霧及酸堿濃度較大的使用環境。

　　3 高導熱塑料散熱器VS鋁散熱器

　　1、絕緣特性：高導熱塑料的絕緣特性，使整燈產品可采用各種不同的電源方案，如非隔離開關恒流驅動電源方案，高壓線性恒流驅動電源方案，無需體積大、價格貴的外置電源。有效地降低整燈成本，提升整燈效率，減少產品的體積。

　　2、耐酸堿，鹽霧的腐蝕：整燈產品能廣泛應用在各種惡劣環境中，如海洋，沙漠，井下等腐蝕性強的環境中，有效地避免了鋁件散熱體由于鹽霧，濕度等惡劣環境所造成的氧化，腐蝕和銹蝕的缺點。

　　3、加工特性：直接采用注塑方式制作，一次成型，光潔度高;避免了鋁件作為散熱體的后續多道加工工序的成本，生產過程無任何重金屬污染，以及廢水廢氣的排放。

　　4、塑包鋁結構：既可充分發揮鋁傳導熱量速度快的特性，又可以充分發揮散熱材料熱對流輻射能力特性，散熱效果比單獨使用鋁件更為有效。

　　5、整燈產品重量輕：由于散熱效果明顯，可以用更小的體積，更輕的重量，滿足同一尺寸散熱體用在更高功率產品的需求。

　　6、環保特性：高導熱塑料使用PLA玉米淀粉作為原料，具有全降解的特性，更符合歐美的環保要求，更易被客戶所接受。

　　7、特殊燈具的應用：如在防爆燈的應用方面，由于絕緣散熱材料具一定的剛度，可以取代金屬作為防爆燈的外殼，大幅減少金屬作為防爆燈外殼所必須的安全工藝，可以減少制造工序，降低成本。

　　高導熱塑料與鋁合金散熱器的優勢比對如表1所示。

　　4 高導熱塑料工礦燈設計方案

　　瀚富新材2013年初導入PLA高導熱塑料材料以來，一直致力于高導熱塑料在LED照明領域的應用技術推廣。率先推出高導熱塑料工礦燈實用設計方案。

　　高導熱塑料工礦燈采用由高導熱塑料為主體全塑料或塑包鋁散熱的系統結構套件，和集光電一體于一塊鋁基板上的光電引擎組成。圖2是高導熱塑料工礦燈外觀圖，右側圖是帶散熱鰭片的高導熱塑料散熱器;左側圖是集光電一體的光電引擎。光電引擎采用不需要變壓器、不需要電解電容器、不需要電感器的高壓線性恒流驅動電源;采用均布HVLED的光源燈珠布程設計技術。光電引擎上的LED燈珠、高壓線性恒流驅動電源芯片、整流橋堆、貼片電阻電容均可一次在SMT上自動貼片生產，生產效率高，節省人工。