在本文第二部分中,我們討論了如何計算LED和散熱器的熱阻,以及如何將陶瓷進行一物兩用。在接下來的本文第三部分,我們將討論該思路的靈活性、定制解決方案的仿真模型、現有燈具改造和隔離、以及改善現有LED系統設計的分裝方法。

　　這一思路是靈活的,可用于不同的目標。你可以選擇將LED運行在一個最佳溫度,以確保長壽命和每瓦高流明數,你也可選擇將LED運行在一個更高的溫度,但接受更短的LED使用壽命和效率。從50℃至110℃的溫度分布是常見的。如果需要更多的流明數,5或6W LED設計可以配備4W散熱器。將如此高功率分解成數個1W功率LED,有助于改善熱量擴散： 5W時65℃和6W時70℃(見圖4)。

　　隨著芯片永久和可靠地邦定到電氣絕緣CeramCool上,該陶瓷散熱器就承載了更多的熱量,變得更熱。它可消除LED的散熱負擔,有效地冷卻這個關鍵元件。降低的裸片溫度也允許采用更小的表面,因此陶瓷散熱器可做得更小。

　　LED散熱金屬塊離冷卻水距離僅2mm

　　在非常高的功率密度下,空氣冷卻性能已達到其極限。此時,液體冷卻就是一個可選項。一個這樣的例子是CeramCool水冷卻,它得益于陶瓷的惰性。其思路與風冷散熱器的目標是一樣的,即熱源與散熱通道之間的距離最短。在陶瓷散熱器上,冷卻水與LED散熱金屬塊的距離可做到只有2毫米。沒有任何其他的方法可以做到這一點,同時又具有陶瓷的堅固性。多層電路可以直接印刷在陶瓷上,同時又不會造成任何熱障礙。

　　定制解決方案的仿真模型

　　由于大多數使用CeramCool的應用是客戶定制解決方案,因此在第一個昂貴的原型出來之前,有必要對其性能進行驗證。為此進行了大量的研究來建立仿真模型。這些仿真模型已通過各種測試驗證,并證明了與測試結果的可靠相關性。基于這一認識,新的思路或變化就很容易進行評估。

　　燈具改裝和隔離

　　燈具改裝問題主要牽涉隔離。任何改裝燈必須是Class II結構,因為你不能保證提供電氣地。這意味著任何暴露的金屬塊必須通過雙重或增強型絕緣與交流電源走線隔離。

　　金屬散熱器的改裝常常不能遵守這一點,因為它們需要更大的距離(如空中6毫米)或雙層絕緣,而這會影響散熱器正常工作。GU10 LED中集成的電子驅動器在空間上是如此受限制,以致于該產品變得非常復雜。借助陶瓷散熱器,即使驅動器完全不工作,散熱器也不會導通交流電,因此產品還是安全的。

　　CeramCool GU10 LED聚光燈可與任何LED一起工作。插座和反射器采用同一高性能陶瓷材料制造。因此,它具有安全絕緣的簡單的Class II結構。一個高壓4W LED的最高溫度只能達到60℃,既提高了LED使用壽命也增強了光輸出。

　　在所有CeramCool散熱器中,基板就變成了散熱器。在這里,它充當燈甚至燈具。這種簡化的設計提供了極高的可靠性。此外,GU10 LED聚光燈的安裝和反射器通常用不同材料制成。這一解決方案采用少得多的材料,陶瓷開發用于電氣絕緣、良好的EMC和高的機械/化學穩定性。

利用全新的陶瓷方法簡化LED散熱設計(一)

用全新的陶瓷方法來簡化LED散熱設計(二)