有利于LED散热的主动冷却解决方案

随着LED照明行业成为一个更主流的市场，在如何有效地冷却从LED供电路灯到PAR30型消费者照明的灯具的设备方面，增加的热挑战已成为业界的一个重要话题。

特别是，随着LED照明不断向更高的瓦数和更高的流明迁移，被动冷却解决方案不再足以以快速有效的方式将热量传导并散发出LED并进入周围环境。这意味着热管理制造商需要开发更小，成本更低的设计，例如主动冷却模块，以帮助冷却更高功率的LED灯和灯泡。许多新的冷却设计都针对LED筒灯和聚光灯，包括A19和MR16灯泡。作为示例，我们将介绍Sunon和Nuventix的LED主动冷却模块系列。

由于LED照明不是制造商可以有效追求成本的市场，他们必须以性能出售，Suwon在美国和拉丁美洲南半部的区域销售经理John Fulmer解释道。这转化为使用诸如流明，低功耗和长使用寿命等因素来证实客户将以相对较高的前期成本获得的投资回报（ROI）。

富尔默说，对于大型装置来说，销售性能，长寿命和整体价值变得更加重要。 “当他们进入这些不同的应用时，热挑战的规模变得更大。它不再只是一个小灯泡;它是一个非常大的热源。”传统上，如果可能的话，电子设计师希望通过被动解决方案来冷却LED系统。事实上，大多数LED灯都通过某种形式的散热器或其他无需风扇的被动冷却解决方案进行冷却，他说，并补充说这是Sunon和其他热量供应商一直在玩无人机的原因之一冷却市场，他们提供各种散热器。

“但我们发现的是为了实现产品技术的优势，在某些情况下你真的需要主动冷却，”富尔默说。他指出，即使理论上可能持续多年的完美LED灯也可能突然变成一个五个月的灯泡，因为已经超过了允许的热性能规格。

客户现在告诉热管理供应商，他们不能只使用散热器就可以很好地冷却他们的一些照明灯具，在某些情况下，根本不可能，因为散热器太大而且成本太高，富尔默说。

主动冷却器或冷却模块同时使用散热器和冷却风扇。这是因为散热器是冷却设备的一种非常好的方法，但由于它们会收集灰尘，因此通常会降低它们的效率。然而，根据Fulmer的说法，有一个具有专利风扇正/负转向设计的主动冷却器，不仅风扇冷却散热器，它还清洁水槽。

此外，通常可以以更小的尺寸和更低的成本获得有源冷却器。通过选择有源冷却器，散热器的尺寸减小，这比添加风扇的成本节省更多的钱。根据Fulmer的说法，两者的结合以低成本提供了良好的性能，并为桌面带来了更多的好处。

Fulmer举了一个飞利浦产品散热器解决方案的例子，该产品直径为175毫米，厚度为30毫米，重量为570克。对于相同的LED光源，Sunon提供了一个有源冷却器，带有一个小得多的水槽，直径为85毫米，厚度为35毫米，整体体积更小。它的重量也明显小于散热器，从而降低了解决方案的整体重量。

这可以降低照明灯具的前期成本。 “当两者之间的性能进行比较时，主动冷却器在冷却方面表现更好，因此更有可能获得更高水平的光性能，”富尔默说。 “它也是一种成本较低的解决方案，因为大部分成本都嵌入在大水槽中。”

Sunon提供多种MR16和A19有源冷却器，其中包括散热器和风扇，包括LA001，LA002，LA003，LA004，TA001，TA002，TA003和TA004，它们有多种尺寸和形状可供选择，聚光灯应用（图1）。最小的冷却器直径为50毫米，最大的冷却器直径为85毫米。散热器和风扇也可以单独购买。

图1：Sunon提供各种LA00x和TA00x MR16和A19主动冷却模块，它们结合了散热器和冷却风扇，为混合LED聚光灯制造商提供成本更低，体积更小的解决方案（图片由Sunon提供）。

这些有源冷却器通常用于消费类LED产品。 Fulmer表示，各种风扇和散热器尺寸可供选择，以适应各种LED照明提供商产品。

Nuventix还通过其用于工业应用的专利SynJet技术冷却器来节省成本（参见TechZone文章“使用Nuventix SynJet技术和互补LED散热器进行工业冷却”）。该公司提供多种冷却器，包括用于筒灯的ZFlow 90和SynJet Spotlight Cooler 70 W以及用于工业应用的低棚照明。该聚光灯冷却器采用小型，轻便且经济的设计，采用强制冷却功耗70 W，同时在118至134 mm的外形尺寸下可实现高达10，000流明的光。

Nuventix最近还推出了基于SynJet技术的LED散热器R150-170（图2）。高棚LED冷却器比工业应用中使用的被动冷却等效产品小33％，轻60％。模块化解决方案可用作独立散热器或最多三个SynJets。

图2：用于工业应用的Nuventix R150-170高温箱冷却器通过保持热性能和节省维护成本来降低总体拥有成本（由Nuventix提供）。

由于热管和SynJet空气传输，R150-170 LED散热器可以在圆形设计中冷却高达20，000流明。该公司表示，照明制造商可以使用更小，更便宜的LED阵列，并仍然可以实现高色彩质量和流明输出。这是由于R150-170具有先进的热扩散和传热能力。

总之，随着LED照明制造商转向更高功率设计，被动冷却解决方案不再足以消散LED灯产生的热量。这意味着要考虑主动冷却解决方案，以便更有效地散热。在许多情况下，这些解决方案具有多种优势，包括更小的封装尺寸和更低的成本，这有助于LED照明设计师保持指定的性能水平和LED寿命。