PC在LED燈具資料方面的使用案例分析
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LED作為發(fā)展最快的光源產(chǎn)品，勢(shì)必在不遠(yuǎn)的將來(lái)取代幾乎所有的傳統(tǒng)照明產(chǎn)品。
LED燈要求
led照明燈具是指能透光、分配和改變LED光源光分布的器具，包括除LED光源外所有用于固定和保護(hù)LED光源所需的全部零、部件，以及與電源連接所必需的線路附件。
LED照明燈是冷光源，由于在LED燈上加入的電能沒(méi)有完全轉(zhuǎn)化為光能，有部分轉(zhuǎn)化了熱能，因此就產(chǎn)生了熱量。基本上通電后只有20%-30%的電能轉(zhuǎn)化成了光，其余70%都轉(zhuǎn)為了熱能。
目前LED照明燈具的最大技術(shù)難題之一就是散熱問(wèn)題，散熱不暢導(dǎo)致LED驅(qū)動(dòng)電源、電解電容器都成了LED照明燈具進(jìn)一步發(fā)展的短板，LED光源早衰的緣由。
導(dǎo)熱材料選取
①鋁散熱鰭片：這是最常用的散熱方式，用鋁散熱鰭片做為外殼的一部分來(lái)增加散熱面積。像LED天花燈以往都是采用太陽(yáng)花形式，目前更先進(jìn)的技術(shù)為刀型散熱器。
②空氣流體力學(xué)：利用燈殼外殼，制造出對(duì)流空氣，這是最低成本的加強(qiáng)散熱方式。
③導(dǎo)熱管：利用導(dǎo)熱管技術(shù)，將熱量由LED芯片導(dǎo)到外殼熱熱鰭片中，像路燈一般就是采用這種設(shè)計(jì)。
④導(dǎo)熱塑料殼：即在塑料外殼注塑時(shí)填充導(dǎo)熱材料，增加塑料外殼的導(dǎo)熱、散熱能力，不過(guò)，相對(duì)鋁殼散熱器來(lái)說(shuō)，塑料殼的散熱相對(duì)要差一些。
近兩年來(lái)，以PC為代表的新型材料導(dǎo)熱塑料蓬勃發(fā)展，逐漸為廣大生產(chǎn)廠家所接受，成為備受矚目的外殼材料。
聚碳酸酯樹(shù)脂(PC)越來(lái)越多地成為透鏡、燈罩、燈管、導(dǎo)管柱、擴(kuò)散器和反射器。今天，大約90%的替代白熾燈的改裝LED燈由PC材料制成。
PC材料特點(diǎn)
①絕緣阻燃，安全性高。
②重量輕, 密度約為鋁材的三分之二。
③加工成型方便，量產(chǎn)性好。
④無(wú)需二次加工，更綠色環(huán)保。
⑤光學(xué)級(jí)PC具有高透光率、高折射率、高抗沖、尺寸穩(wěn)定、易加工成型等特點(diǎn)。
應(yīng)用案例
沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司（Sabic）在今年早些時(shí)候推出一系列高透明度，高熱量，可注塑成型的聚碳酸酯共聚物樹(shù)脂LEXAN™CXT，該樹(shù)脂在極端成型條件下具有獨(dú)特的耐高溫性，高流動(dòng)性和出色的顏色穩(wěn)定性，并具有高折射率。
透明級(jí)別的sabic' target='_blank'>SABIC的LEXAN LUX C樹(shù)脂產(chǎn)品提供了1 mm 91.5%的光傳輸，比傳統(tǒng)PC的89%有顯著的改善，僅次于92%的PMMA。對(duì)于需要更大擴(kuò)散的照明應(yīng)用，LEXAN LUX C樹(shù)脂擴(kuò)散級(jí)可將光線擴(kuò)散(表1所示)為光散射度(DLD)，或觀察到入射光亮度的一半的角度，而不顯著減少光傳輸。
表1 透明和擴(kuò)散PC等級(jí)的透光率和光散射度
此外，SABIC的LEXAN SLX樹(shù)脂可以抵抗由于紫外線曝光而出現(xiàn)的變黃，并且保持其光澤度、顏色穩(wěn)定性和機(jī)械性能的時(shí)間比標(biāo)準(zhǔn)PC長(zhǎng)五倍以上。標(biāo)準(zhǔn)PC由于紫外線照射而降級(jí)，降低元件的延展性并使其變脆。
圖1 LEXAN SLX樹(shù)脂（左）與使用UV添加劑的標(biāo)準(zhǔn)PC（右）
將SABIC的LEXAN LUX樹(shù)脂等級(jí)與采用UV添加劑的標(biāo)準(zhǔn)PC的熱老化進(jìn)行比較。當(dāng)在130℃下測(cè)試達(dá)5000小時(shí)時(shí)，與測(cè)試的兩個(gè)等級(jí)的LEXAN LUX樹(shù)脂（2180T和2110T）相比，標(biāo)準(zhǔn)PC顯示出更大的色移 - 通過(guò)增量Yi的增加或黃色指數(shù)來(lái)表示。
圖2 2.5 mm材料在130°C熱老化后的色移動(dòng)
由于LED器件壽命特別長(zhǎng)（長(zhǎng)達(dá)10-15年），壽命也是LED元件和材料的一個(gè)關(guān)鍵因素。如圖3所示，SABIC的LEXAN LUX樹(shù)脂等級(jí)在熱老化2000小時(shí)后，其傳輸百分比優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)PC。
圖3 2.5 mm材料在130°C熱老化后的透光率偏差
在選取材料時(shí)，雖然折射率(RI)的差異必須考慮在內(nèi)，但是使用相同的預(yù)測(cè)建模工具，SABIC還可以提供雙向散射分布函數(shù)(BSDF)文件，使產(chǎn)品工程師可以預(yù)測(cè)其設(shè)計(jì)的透明材料和擴(kuò)散材料的結(jié)果。
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