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【散热系文1】逆变器散热之散热硅胶片

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jafck
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  • 2011-6-29 13:58:17
主要用途:辅助散热。
应用范围:主要用于功率器件(电源供应、计算器、电信)、车用电子模快(发动机擦试器)、电源模快、电脑主机(CPUGPUUSICS、硬驱动器)、CDROM以及任何需要填充和散热的地方;以前传统的是用导热硅脂+云母绝缘片辅助发热元件与散热金属块的绝缘与导热。硅[矽]胶片将导热与绝缘集中在一起,免去了您使用传统方式带来的种不便。此产品可使您的作业时间大大缩短,提高工作效率。
■用途:可用于大功率三极管,场效应管、稳压模块(LM78系列、LM317系列、三洋电源厚膜)源厚膜)、各种音频功放模块(TDA系列)、大功率可控硅模块(欧姆龙系列)、一体化整流模块。
■典型规格:TO-220、TO-3P1、TO-3P、TO-3等






下面是不久刚结束的上海世纪电源网活动时,向深圳科环苏州分公司杨经理索要的散热硅胶片;
图一:

图二:

图三:


下面是以上几种硅胶片的参数:
文件一:TM080

文件二:TM150

文件三TM250:

文件四TM300:

---------------------------------------------------------------
以上我得到一些感性的认识:
TM080 灰白色来说,其导热系数只有0.8;
TM150 黑灰色,导热系数1.5;
TM250 淡蓝色,导热系数2.5;
TM300 淡灰色,导热系数3.0;
通过颜色的区分,一定程度上我们可以看出其不同的散热能力;
-------------------------------------------------------------------------------
P2: 再来说说散热管、矽胶片:


矽胶片可分为无纤跟有纤之分[见上图];第一次碰到这东西打电话问别人听成了有铅和无铅,广东人普通话全国最差。
散热管:
适用功率管封装:TO-220TO-3P1TO-3PTO-3等;
规格:¢0.45mmT、¢6、¢8、¢10、¢12、¢14、¢16……
像IR1404这样的管子就可以用内径8的规格;
像IRFP460这样的管子就可以用内¢14的规格
另外逆变器常用矽胶片的厚度为0.45mm,硅胶片的厚度为0.5mm;
导热系数有:1.0W/M.K,1.2W/M.K,1.5W/M.K,2W/mK,2.5W/mK,3W/mk,抗电压击穿值在4000伏以上,在大部分电子设备中有绝缘要 求都可以使用.
工艺厚度:0.5mm~5mm不等,每0.5mm一加,即0.5mm 1mm 1.5mm 2mm一直到5mm,特殊要求可增至14mm,厚度的可选择性,是其他导热材 料所不能的。
软矽胶冒套.

可能大家对导热系数很陌生,接着讲来-----------------------------------------------
热传导系数的定义为:每单位长度、每K,可以传送多少W的能量,单位为W/mK。其中“W”指热功率单位,“m”代表长度单位米,而“K”为绝对温度单位。该数值越大说明导热性能越好。以下是几种常见金属的热传导系数表:
material conductivity K (W/m.K)
银 429
铜 401
金 317
铝 237
铁 80
锡 67
铅 34.8
-----------------------------
还有:
各物质的导热系数


物质 温度 导热系数 物质 温度 导热系数

亚麻布 50 0.09 落叶松木 0 0.13
木屑 50 0.05 普通松木 45 0.08~0.11
海砂 20 0.03 杨木 100 0.1
研碎软木 20 0.04 胶合板 0 0.125
压缩软木 20 0.07 纤维素 0 0.46
聚苯乙烯 100 0.08 丝 20 0.04~0.05
硫化橡胶 50 0.22~0.29 炉渣 50 0.84
镍铝锰合金 0 32.7 硬质胶 25 0.18
青铜 30 32~153 白桦木 30 0.15
殷钢 30 11 橡木 20 0.17
康铜 30 20.9 雪松 0 0.095
黄铜 20 70~183 柏木 20 0.1
镍铬合金 20 12.3~171 普通冕玻璃 20 1
石棉 0 0.16~0.37 石英玻璃 4 1.46
纸 12 0.06~0.13 燧石玻璃 32 0.795
皮棉 4.1 0.03 重燧石玻璃 12.5 0.78
矿渣棉 0 0.05~0.14 精制玻璃 12 0.9
毡 0.04 汽油 12 0.11
蜡 0.04 凡士林 12 0.184
纸板 0.14 “天然气”油 12 0.14
皮革 0.18~0.19 甘油 0 0.276
冰 2.22 煤油 100 0.12
新下的雪 0.1 蓖麻油 500 0.18
填实了的雪 0.21 橄榄油 0 0.165
瓷 1.05 已烷 0 0.152
石蜡油 0.123 二氯乙烷 0.147
变压器油 0.128 90%硫酸 0.354
石油 0.14 醋酸 18
石蜡 0.12 硝基苯 0.159
柴油机燃油 0.12 二硫化碳 0.144
沥青 0.699 甲醇 0.207
玄武岩 2.177 四氯化碳 0.106
拌石水泥 1.5 三氯甲烷 0.121
花岗石 2.68~3.35 氨气* 0.022
丙铜 0.177 水蒸汽* 0.0235~0.025
苯 0.139 重水蒸汽* 0.072
水 0.54 空气* 0.024
聚苯板 0.04 木工板 0.1-0.2
重水 0.559 硫化氢* 0.013
------偏题了------------------------------------
电源设计都要考虑效率与散热问题,此公式供大家参考:
T=(P/Fm)^0.8 *539/A
P : 损耗(热量);
Fm: 散热面积;
A : 温度校正系数[老刘说是:散热校正系数,这里我将其说法改正,与散热材料有关];
T :温升.



本人对这方面的了解就这么多;欢迎大家补充!



三 实际工程应用的例子,先来张简图:

分享下从其他地方舶来的文章
大功率LED路灯初探

LED路灯散热的好坏是决定其生命周期、发光效率的关键,其重量在路灯系统上也十分重要,它的价格在能否大面积替代传统的路灯上也是不可忽视的因素。

1、前景展望

  在当今全球能源紧缺的环境下,节约能源已成为大势所趋,半导体照明是一项节能、低碳环保的绿色产业,其发展方兴未艾,受到国家的鼓励和政策扶持。LED正以其节能、环保、光源健康和高寿命、环保无污染等各种优点稳健发展。目前,LED照明技术日趋成熟,这使得城市路灯照明节能改造成为可能。LED路灯,特别是大功率LED路灯,正以迅猛的速度冲击传统的路灯市场。

  大功率LED光源寿命长,是高压钠灯寿命的4倍以上,使用10万小时后,光衰低于30%,耗电仅为白炽灯的十分之一,可以在-40℃~70℃正常工作,不产生任何环境污染,维护成本低,使用时具有投光距离远、泛光面积大的特点,彻底解决了传统灯具存在的多种弊端。

2、问题分析

  大功率LED路灯顾名思义是功率大于30瓦以上,采用新型LED半导体光源的路灯,尽管LED路灯的发展速度迅猛,但从长远看LED灯具的散热问题将是一个长期存在的问题。



  一般情况下,LED光源工作时所产生的热量占其消耗总功率的70%左右,它发光时所产生的热量若无法导出,将会使LED结面温度过高,进而影响产品生命周期、发光效率、稳定性。

  光衰是大功率LED路灯不能长期工作的主要原因,降低光衰的一个重要方法就是改进其散热。目前大多数LED路灯的光衰是不能满足使用要求的。有关实验数据表明1200小时亮灯后的光衰,最好的为8%,最差的为26%,平均为14%.从传热学理论体系出发,我们可以使用的传热手段有:传导、对流、辐射和相变传热(例如热管)。因此在传热或者说散热问题上,我们可以采取的措施是可见的、有限的。

  重量在路灯系统上也十分重要,因为路灯高有9米,甚至12米,若太重危险性就增加,对于行人及过往车辆的安全构成威胁,尤其遇到台风、地震都可能产生意外。

  LED是一种单向电流型固态半导体发光器件,它是传统二极管的一个分支,具有二极管的特性,用于照明时电流的调节精度要高、电流的纹波要稳定,从而保证LED照明没有闪烁和眩光。因次大功率LED光源产生的热量大小跟恒流驱动的设计有直接关系,如果恒流驱动设计不好,有效功率不高,热量非常高,什么散热办法都不能从根本上解决LED的寿命不够长的问题。好的恒流驱动的设计是治本方法,能把散热减到最低,而各种散热方法只是治标不治本的方法,只是辅助解决问题,只有在解决好电路问题的前提下,再来考虑内部散热问题。

  高导热系数软性硅胶导热绝缘垫正被广泛地应用在LED照明、显示器、计算机和电源等电子设备行业。表面构造密合接触,减少空气热阻抗,利用本身所具备的导热特性,最大程度满足器件的工艺传热要求,提升器件使用功率及延长使用寿命。软性导热硅胶绝缘垫是传热界面材料中的一种,产品厚度从0.5~5mm不等,是片状材料,可根据发热功率器件的大小及形状任意裁切,具有良好的导热能力和绝缘特性,其作用为填充发热功率器件与散热器之间间隙,是替代导热硅脂、导热膏加云母片(绝缘材料)的二元散热系统的理想产品。特别是在无风扇散热设计中,因软性硅胶导热片导热好,绝缘强,有一定的弹性,将芯片上的热量,利用软性硅胶导热片等一直传到产品外壳,通过金属外壳散热, 使用很方便。

3、现状分析

  目前LED路灯的现状为以下几种形式:

  (1)采用LED路灯专用型材,再配以其它零件组成LED路灯,它比较适合于分散光源的LED灯,即单颗功率为1~3W,由数颗均匀分布组成不同功率的LED灯,这种形式散热效果好,但重量大、成本高,大面积推广难度较大。

  (2)采用铸造铝合金将散热片与灯壳铸为一体,由于铸造铝合金传热性不够好导致这种灯壳散热不够理想,且重量大、这种路灯一套模具费用大约20多万元,初始投入高。

  (3)铸造铝合金灯壳与型材散热器相结合,这种形式散热效果尚可,但同样是重量大、需要开模具,初始投入高。



  (4)利用传统的路灯灯壳进行改造,将LED光源产生的热量用导热铜管引到灯壳外面散去,这种路灯初始投入低,散热效果好,重量轻,成本低,比较适合大面积推广,其缺点是外表美观性不很理想。按照这种构思,从2009年夏天开始,我们做了大量的实验,取得了较好的效果,在炎热的夏天,其光源芯片附近的最高温度不超过50℃,2009年10月,我们公司已生产1000多部这种路灯、部分隧道灯、投光灯,主要销售于陇南地区的宕昌县、武都等地,至今照明效果很好。

4、散热问题解决办法

  传统的(高压钠)路灯灯壳均为模具压铸而成、品种多样,改造为LED路灯,不仅节能可达70%左右,而且满足了人们对路灯多样化的需求,但如何改造是摆在人们面前的一大问题。我们经过实践探索,摸索出了一套方法,主要归纳为以下几点:

  (1)这种方法仅适合于LED光源发光体集中的形式,目前这种光源多为50W及100W两种。

  (2)我们将航天科技中的“导热铜管”散热技术应用于大功率LED灯具,它可以将LED光源工作时产生的热量迅速传导于散热片。LED光源下面是铝基座,铝基座上面加工成大半圆孔,“导热铜管”穿与大半圆孔中,上表面轻轻敲平,粘上软性硅胶导热绝缘垫或者涂上导热硅脂,再将LED光源紧固其上,这样LED光源工作时产生的热量就可通过“导热铜管”传导于散热片上。一组散热片用这样的铜管2~3根为宜。下图为这种方式散热系统简图:



  (3)散热面积的大小对于散热的好坏起着十分重要的作用,为了尽量增加散热面积,我们采用0.5mm厚的防绣铝板作为散热片,散热片上翻孔,使其与“导热铜管”紧密接触、加大传热面积,以达到较好的传热效果。

  (4)一组这样的散热片约为30片左右,其片数由单个散热片的面积大小及LED的功率大小决定。它的特点是散热面积可以做得很大、重量却较轻。散热片暴露于路灯壳上面或侧面,能够很好的完成对流、辐射,将热量散于空气中。散热片可以做成各种形状,如鸽子、鸟的翅膀等。



  (5)由于路灯壳体多为铸铝,也能够起到一定的散热作用,必须加以利用。因此铝基座与灯壳之间也要涂导热硅脂或粘贴软性硅胶导热绝缘垫,再用螺钉将铝基座与灯壳联接牢靠,使其起到较好的传热作用。如果路灯壳体内有小的平台沿或平面,可以架一块厚铝板,将铝基座固定于铝板上,涂上导热硅脂等,使尽可能多的热量传导灯壳上散去。

  总之,在大功率LED路灯设计应用中,首先要设计或选用好的恒流源及光源,其次要充分利用路灯壳体进行散热,再次设法将LED光源所产生的热量迅速传导到壳体外,用较大的散热面积将热量散去,并且路灯的重量不宜过大。


3.2 实际在电路板中的应用

P5:


p6:

p7:

p8:

以上摘自52HARDWARE网上一款PC电源的改造。
P9:

P10:

阿莫的OURAVR网站某贴图片
P11:
P13:手机拍的图片

P14 :

--------------------------------------------------------
--------------至此一篇贯穿头尾的散热硅胶片器件应用介绍完毕-------------------
另外发些其他的:

这个做笔记本电源跟视频监控其电源的朋友们再熟悉不过了吧。
俗名:导热灌封胶
----------------------------------------------------------------------------------------------------
知识在于总结,归纳,整理;这里的图片不可避免的带了一些厂家的标识等,无形中给人一种广告帖的感觉;在此希望各位朋友理解。资源取自网络,回馈于网络。
ZAZA
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高级工程师
  • 2011-6-29 14:01:44
 
字体太小了前面的看着累
YTDFWANGWEI
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  • 2011-6-29 15:05:47
 
热传导系数的定义为:每单位长度、每K,可以传送多少W的能量,单位为W/mK。其中“W”指热功率单位,“m”代表长度单位米,而“K”为绝对温度单位。
怎么感觉这么别扭呢,这个m,单位是米不错,对于导热胶片来说,是不是指的他的厚度?
zesongl
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  • 2011-6-29 15:10:17
 
导热胶片的 厚度是mm 。 w/m-k是热传导率的单位。 欢迎大家来电取样:13415904844 刘生 专业的导热硅胶片生产厂家。!
zesongl
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本网技师
  • 2011-6-29 15:17:00
 
电话打错了 是 13415904844 刘生为您服务。 您身边的散热解决方案专家 里面的M是 每米
jafck
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  • 2011-6-29 15:28:03
 
是导热面积【平方米】

大家有什么好的散热片厂家也欢迎推荐!

这里我推荐下我接触到的厂家吧,方面大家选型联系:
1.东莞市泽松硅胶制品有限公司
www.zesong.com.cn QQ 619493004;
2.深圳新科环电子有限公司
www.szkeh.com
3.广州北隆电子有限公司 QQ498146080;
yuantong188
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初级工程师
  • 2011-7-11 22:52:44
 
你们导热性能好的材料有没有啊。我是做大功率,强风制冷。需要导热性能非常好的导热硅胶和绝缘片。
jafck
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  • 2011-7-11 23:28:46
 
我跟你一样都是顾客,发此贴只是普及下这方面产品的应用。你可以用导热系数3或3.5的。
再高恐怕没有了。你的产品功率多大?
yuantong188
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初级工程师
  • 2011-7-11 23:36:03
 
做完10k就中15k 的
jafck
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  • 2011-7-11 23:46:31
 
楼上也是搞发电机组的?
yuantong188
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  • 2011-7-13 21:09:07
 
搞逆变电源的啊
YTDFWANGWEI
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  • 2011-7-12 08:24:55
 
导热系数3的价格如何?
zesongl
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本网技师
  • 2011-7-15 11:41:24
 
大家如果需要样品测试和了解性能和价格的话 请致电13415904844 刘生 我们目前有3.5W/M-K的 导热硅胶片 和5.0W/M-K的导热硅脂。
TEL:13415904844
QQ:619493004
YTDFWANGWEI
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  • 2011-7-15 12:22:45
 
你可以给我站内留短信,价格合适会联系你的。
zesongl
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本网技师
  • 2011-7-21 09:03:11
 
我们公司价格很低的,可以的话,您加我QQ:619493004. 站内信我也发给您了 。
WANGYUREN
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  • 2011-6-29 15:44:14
 
早点发帖好了:前段时间认证公司帮忙整改铝壳电源,因硅胶片容易贴歪,整改一次炸一次,那时候能用上硅胶套管或硅胶罩该多好!
zesongl
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本网技师
  • 2011-6-29 15:55:05
 
我司的 硅胶片是有自粘性的 贴上去了 不会动的、。呵呵 有机会可以试试。 要是在深圳这边的话 我们可以见面聊聊 如有疑问请致电。13415904844刘生 QQ:619493004
WANGYUREN
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  • 2011-6-29 16:30:58
 
如果成本允许,还是硅胶罩用着爽,很难装歪还防尘。
fxacfiko
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初级工程师
  • 2011-6-29 16:49:50
 
不错
jafck
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  • 2011-6-30 16:27:51
 
如此含金量十足的帖子,居然没人欣赏;汗颜啊。
拒绝变帅
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  • 2011-7-1 22:41:04
 
那就欣赏欣赏,不要汗颜~
hjl2832
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本网技师
  • 2011-7-11 17:32:41
 
好资料,第一次看到介绍得这么全面的。
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