塑料模组LED路灯可行性分析

1、塑料模组LED路灯可行性分析摘 要：本文介绍了一款新型的塑料模组LED路灯，并对塑料模组LED路灯的结构、工艺进行了分析，并通过散 热模拟验证了塑料模组 LED路灯的技术可行性。关键词：LED照明；LED路灯；LED散热；导热管中图分类号： TM46 文献标识码： A1. 技术领域LED照明。2. 技术背景目前，模组式LED路灯被越来越广泛地应用，因为模组 式LED路灯具具备易拆卸、易维护的优点，同一模组的不同 组合可迅速开发出各种款式、各种功率的路灯，缩短新产品 开发周期，大大降低了工厂的开发成本。现有模组式LED路灯的模组广泛使用铝质模组，采用铝型材或压铸铝作为导热 件，具有结构简单、导热

2、好的优点，但是因为铝质散热器材 料成本高，加工费用高，铝的比重大，导致铝质模组路灯有 成本高，自重较大的缺点。本文的塑料模组式LED路灯采用塑料和导热管组合代替铝质散热器，在塑料中嵌入铜质导热 管，可有效解决塑料导热性差的确定，导热效果更优于现有 铝质模组，产品成本低于铝质模组，自重亦低于铝质模组。3. 现有铝质模组LED路灯 现有铝质模组采用压铸铝或铝型材作为导热件，成本高，自重较大，图1和图2为我公司一款铝质模组 LED路灯的简 图。4. 塑料模组LED路灯4.1塑料模组LED路灯的优点及需要解决几个问题4.1.1 LED 散热铝材导热性好，所以模组式LED路灯广泛使用铝质模组， 塑料的导

3、热系数约仅为铝材的 1/500，如何使塑料模组的导 热性能达到甚至超过铝质模组的导热性能是本设计是否可 行的关键，本设计采用导热管散热，在塑料中嵌入铜质导热 管，可有效解决塑料导热性差的缺点。表 1 为 3 种材料的导 热系数比较。（导热管的导热系数为折算值）4.1.2 防水性能路灯的防水等级一般为IP65或IP66，铝质模组一般采用 橡胶圈机械密封防水， 本设计用低压模塑工艺， 将 LED， PCBA， 透镜嵌入塑料中，永久防水。4.1.3 安全性能路灯安全性需符合 GB 7000-5-2005道路与街路照明灯 具安全要求及 GB 7000-1-2007灯具的一般要求与试验 。该两个标准要求

4、，为保证安装在高空的路灯的不变形， 不坠落，抗强风，灯具需通过一下测试：灯具需承受 150km/h 的风速而没有过度变形； 将等于 4 倍灯具重量的恒定均匀载荷施加于灯具上，历 时 1 小时，灯具应无明显变形；铝质模组路灯由于自重大，要通过上需测试，则灯具结构强度要求高，设计难度大，成本增加，而塑料模组LED路灯由于自重更小，可较易通过上需测试，节约成本。4.2 塑料模组结构及工艺本塑料模组由透镜（件 6）, PCB,导热管（件5）及包覆塑料壳（件 7）组成，塑料模组必须具有防水功能。包覆塑料壳（件 7）将透镜及PCBA包覆，可达到IP66 防水等级。由于注塑工艺压力大，温度高，会导致LED损

5、坏，包覆塑料壳（件 7）的加工需采用低压模塑工艺，将透镜和PCBA嵌入模具内一次包覆模塑成型。具体工艺如下：注塑加工透镜（件 6）回流焊将导热管（件 5）焊于PCB背面（铝基板 PCB -回流焊将 LED焊于PCB正面-将 透镜（件6）和PCBA嵌入模具内一次性包覆模塑成型。 （包 覆塑料壳（件 7）在此工序成型） 。4.3塑料模组LED路灯结构及热传导4.3.1 灯具结构及装配8个LED模组（件1）穿入不锈钢固定管（件 3）固定- 固定管（件3）前端及后段各由一件五金件连接固定-将导 热管（件5）固定于铝散热器壳（件4）-固定前盖及后盖。4.3.2 热传导热传导路线：LED- PCS导热管（件4）-铝散热器壳（件 4）-大气该结构中，包覆塑料壳（件 7）不在热传导路线中，可 有效避免包覆塑料壳（件 7）温升过高。4.4 散热模拟表2为在环境温度55条件下的热模拟结果，LED温度 及包覆塑料壳温度均远低于允许值，散热可行。结语塑料模组式 LED 路灯自重轻、成本低、导热可靠，技术 可行，可替代铝质模组 LED 路灯。参考文献1 GB