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防爆电器封装光源的散热问题极限温度

防爆电器在传统的白光LED封装结构中,荧光粉直接涂覆于芯片上面,工作时,芯片开释的热量直接加载在荧光粉上面,导致了荧光粉的温升,使得荧光粉在高温下转化功率降低。而在荧光粉与芯片之间引进一层低导热的热阻隔层能够有效的阻止芯片的热量直接加载到荧光粉上,降低了荧光粉层温度,使得白光LED在大电流注入下都能坚持较高的流明功率。除了芯片开释的热量之外,涂覆的荧光粉受蓝光激起时,因荧光粉的转化功率尚未到达100%,另外由于散射等其它损耗的存在,荧光粉颗粒本身也会有少数的热量开释,容易构成局域热量累积,为此当荧光粉材料转化功率较低时,还需为荧光粉供给散热通道,避免荧光粉颗粒局域热的生成。下面经过传统荧光粉涂覆办法和热阻隔封装办法两组试验比照了解两种结构中芯片和荧光粉的热相互作用。

荧光粉热阻隔封装结构是经过荧光粉覆膜的办法实现的。荧光粉覆膜技能是咱们提出的一种新型荧光粉涂覆办法,即根据出光要求设计好荧光粉膜层的结构,在专用模具内完成荧光粉膜层的成型,剥离后,将荧光粉膜层转移到LED芯片上方,同时LED芯片和荧光粉膜层中心还有一层低导热系数的硅胶层。为了表明两种封装结构热功能上的不同,咱们比较了两种封装结构表面的温度散布图。图2是两种封装结构在200、350和500mA直流驱动下表面IR Camera测得温度 径向散布。在200 mA驱动电流下时,热阻隔封装结构比传统封装办法中心温度低1.6℃。在350mA和500mA注入电流下时,荧光粉层的温差别离达 到了8.5℃和16.8℃,并且在500mA注入电流下时,传统结构荧光粉的表层最高温度已经到达130.2℃。另外,热阻隔封装结构整个荧光粉表层的温 度都很均匀,而传统结构中荧光粉中心温度较高,在大电流时尤为明显。  
成都防爆电器
咱们经过有限元模仿来剖析封装结构中的参数改变对白光LED功能的影响。结果表明,能够经过封装结构设计及封装材料热导率调整来调控荧光粉层的温度。图3是LED热阻隔封装结构中的温度纵向散布,荧光粉层的温度经过引进的热阻隔硅胶层大大降低了。

1.电气空隙和爬电间隔 
在防爆正压柜中运用的绝缘材料,和其他防爆型式的防爆电气设备中运用的绝缘材料比较,没有原则的差异,因而,电气空隙和爬电间隔也应该是相同的。可是,关于I类电气设备来说,假若额定电流大于16A的话,例如,在断路器、触摸器或阻隔开关中,这种电流在开、关时可能产生电弧,那么,所用的绝缘材料至少应该符合以下任一种要求:
①比较电痕化指数(CTI)不小于国家标准GB/T 4207(圆体绝缘材料在潮湿条件下比较电痕化指数和耐漏电起痕指数的测定办法)中规则的CTl400M(相当于材料级别Ⅱ级或I级)。
②绝缘材料表面上不同电位的暴露带电导体之间的爬电间隔应该符合国家标准GB/T16935.1-2000(低压体系内设备的绝缘合作第1部分:原理、要求和试验)中规则的适用于3级污染、二类过电压(参见表2.11和表6.2)时材料的数值。

2.极限温度
防爆正压柜的温度组别应该符合各种防爆型式电气设备的统一规则,可是,温度组别的确认办法,却因防爆正压柜的设备维护级别的不同而不同。
(1)“pb”级防爆正压柜
在确认“pb”级防爆正压柜的温度组别时,设计人员应该既要考虑设备外壳表面面的最高表面温度,还要考虑设备内部零部件的最高表面温度,依照这两个温度中最高的那个作为确认温度组别的温度值。可是,关于防爆正压柜内的一些小元件(表面积不超越10em2),当它的最高表面温度低予相应的可燃性气体的点燃温度一定值时,它的最高表面温度能够高于温度组别的温度值;别外,当设备内部发热元器件在开启门或盖子之前能够冷却到温度组别规则温度值以下时,它的最高表面温度也能够超越温度组别的规则值。此外,当防爆正压柜的正压维护忽然中止时,设备周围的可燃性气体就会进入设设备部,因而,电气设备此刻还应该具有一定的维护能力,避免在内部发热元器件没有冷却到答应的最高温度之前触摸可燃性气体。对予这种状况,人们能够将发热元器件用其他的防爆型式维护起来,避免这些元器件触摸进入的可燃性气体,或者,关于一些特别设备,能够选用备用的通风体系(维护性气体供气体系),避免主正压维护体系忽然中止时外部可燃性气体进入外壳内(一旦中止,备用体系立刻自动起动)。

(2)“pc”级防爆正压柜
“pc”级防爆正压柜的温度组别仅仅以正压外壳表面面的最高表面温度为根据来确认。这是由于,由于“pc”级防爆正压柜只答应运行在爆炸性危险场所的2区,爆炸性气体-空气混合物呈现的几率小,加之正压外壳的阻止,触摸内部元器件的几率更小,所以在确认防爆电器设备温度组别时仅仅以外壳表面面的最高表面温度为评价根据。此外,设计人员还应该考虑当正压维护忽然中止时内部带电部件的本身维护。

LED封装光源的散热问题,一直是LED产品开发中遇到非常重要的问题,特别是散热材料的选用,一直是工程师的难题。由于产品材料的导热功能就非常之关键。就目前而言,陶瓷材料是导热功能非常好的材料,它有导热率高,良好的物量功能(不不收缩,不变形),良好的绝缘功能与导热功能。因而,选用陶瓷材料将是未来LED产品开发的干流趋势!下面临几种LED封装常用材料的相关参数、性质及结构进行了比照。并图解了LED封装常用陶瓷支架的生产原理。

从供给的材料看,所用的陶瓷材料是三氧化二铝,我认为用它替代铜,简直是技能倒退!除非你计划让LED的芯片工作到150度以上的温度。我们实测一下结构芯片的温度就知道那种陶瓷的不好了。我们要理解,电子工业中选用所谓“导热陶瓷”(实践导热远不如铜、铝等金属)的意图是什么。并非是它导热比常用的导热金属的导热能力强,而是在于陶瓷的绝缘功能和低的膨胀系数。当这两项参数不是问题时,运用陶瓷绝对无益。导热好的陶瓷导热功能不如铜,与铝相当,价格高,加工难,脆性大,不抗震动。

对防爆电器企业来说,发明利润是仅有方针。所以在节约本钱上锱铢必较,就能让防爆电器企业取得更高的利润,把节约的本钱让利于顾客,就能取得更高的市场占有率。并且,锱铢必较的办理理念关于防爆电器企业办理者来说也要有层次之分的。

在大的方面,办理者一定要亲力亲为,顾全大局。如防爆电器企业的日常开支、公关开支、项目投入、消耗产出和债款等,防爆电器企业办理者都要掌握得清清楚楚。如果对这些大的方面监管有力,就不会产生什么巨大的糟蹋,更不会因而造成什么大的隐患,以至于威胁到防爆电器企业的命运。

在小的方面,像办公开支,如电费、水费、差旅费等,以及生产本钱、营销本钱、收购本钱和库存等,防爆电器企业办理者都要有所了解,曼不至于要面面俱到,但一定要以细致入微的情绪进行办理和控制。璐这些开销的实践数据为根据,拟定符合实践的节约方针。持久以往,锱铢必较的风格就会转化为防爆电器企业的优势动力,使防爆电器企业占尽优势。

节省不仅仅是一种道德概念,在这个“微利”年代,节省发明财富已经成为实实在在的事情。要真实实现靠节省取得本钱优势的方针,就是要不断提升防爆电器企业的执行力,将节省做到实处。


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