项目简介
LED照明因节能环保、寿命长、应用广泛,作为节能环保产业的重要领域,被列入我国战略性新兴产业。LED照明产业的发展严重地依赖于LED散热技术的进步。随着LED光源尺寸的微小化、芯片集成度和功率的提高,目前LED光源的发热热流密度增大的趋势非常迅猛,许多高性能的高功率密度LED光源的发热热流密度已达到106W/m2的数量级。如此高强度发热量在小体积的LED光源上的累积,将导致LED光源结温急剧升高,引起热应力的非均匀分布、芯片发光效率和荧光粉效率迅速减小,器件出光量呈线性下降等一系列严重问题。而目前国内已广泛用于LED照明灯具散热的采用自然空冷的型材散热、强制风冷的型材散热以及热管等技术的散热能力已难以满足其苛刻的散热要求。目前,市场上尚未有解决高功率密度和大功率LED灯具及照明装置光源散热的合格散热器产品。
中国科学院工程热物理研究所开发的微槽群LED散热技术,利用了微细尺度复合相变强化传热理论,是一种新兴的微细尺度相变强化换热节能技术。以该技术构建的散热系统具有高效节能、取热和热输运能力强、温控性能出色、体积小、结构简单,成本低等特点。利用该技术,研究所破了大功率高亮度LED集成光源应用的散热技术瓶颈,已成功研发出20-1300W的多种微槽群LED散热器产品,并且已经通过省部级权威检测机构的检测和多家上市公司用户连续1000小时测试,可使LED光源负极引脚温升小于35℃,比市场其他散热器产品低10 ℃以上,可使LED寿命延长一倍以上,大幅度减小光衰,提高光效。散热器表面均温性控制在± 2 ℃以内,散热器单位功率重量指标达到0.01kg/W,与散热性能指标相同的100W型材散热器相比,重量仅为其的50%,功率越大,轻量化的优势越为明显,节材效果显著。以微槽群散热单元技术为核心进行LED灯具光、电、热及机械结构的系统集成热管理及整灯设计,可实现同等光效情况下,整灯节电效果比其他LED灯具高出30%。其中,研制的多款采用微槽群散热的高功率密度集成光源LED整灯产品已成功地进行了工程示范,照明效果和节能效果显著,技术优势巨大。为了加快产业化推广进程,工程热物理研究所以知识产权出资成立合资公司中科微槽群(北京)节能技术开发有限公司。目前已研制出低成本的、高效的、成熟的微槽群LED散热器的批量生产工艺、批量生产专有自动化封装设备和批量生产流程以及批量快速检测方法,已完全具备产业化生产和推广应用条件。
应用领域
基于微槽群复合相变强化传热理论,针对大功率高功率密度LED灯具,突破了微槽群热沉结构取热设计、低热阻远程热输运、高均温性以及散热器轻量化等核心技术,解决了制约LED行业发展的高功率密度LED光源散热这一关键技术问题。针对远洋捕鱼、钢铁冶炼、石油化工和汽车照明等特殊照明和专业照明领域里的LED灯具的应用,解决了大功率高功率密度LED光源侧发光方式下高强度微槽群散热的关键技术问题以及防爆、高温和封闭环境下使用的LED散热关键技术问题,使大功率高功率密度LED灯具在远洋捕捞、厂矿车间、石油化工、高温环境等专业和特殊照明领域的应用成为现实。已成功研发出高功率密度LED灯具用20-1300W微槽群LED散热器产品,可使LED光源基板温升小于35℃,比市场其他散热器产品低10 ℃以上,散热器表面均温性在± 2 ℃以内,光源可靠性提高一倍以上;散热器单位功率重量指标达到0.01kg/W,与100W型材散热器相比,重量仅为其的50%,LED光源功率越大,轻量化的优势越为明显,节材效果显著。