因為LED光源在發(fā)光的過程當中,會產(chǎn)生高熱,因此LED使用大量的散熱鰭片,尤其是功率在20W以上的LED燈具,各種形狀的散熱鰭片都可以很清楚看見,散熱鰭片變成大功率LED的特色,可是卻也是美觀的殺手。
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近幾年來,石墨烯等納米碳材料在散熱上的運用,開始被重視與大量采用,其實早在多年前,就已有人成功開發(fā)運用石墨烯納米碳材的散熱技術,并且真正將石墨烯納米碳覆膜取代散熱鰭片,實現(xiàn)LED無散熱鰭片化,并于2013年申請多篇專利:US 9170015 B2,他就是盧鴻智,臺灣大學光電工程博士。
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盧鴻智博士表示,很多從事納米散熱的相關業(yè)者,運用石墨烯納米碳材做散熱,往往都是對客戶的要求來者不拒,但最后常常發(fā)現(xiàn)噴涂上去降溫效果不顯著,其最大的原因在于,石墨烯納米碳材運用的是熱輻射,熱輻射要發(fā)揮得好,先決條件是機構件的熱流設計也要好,如果客戶委托的機構件設計不良,沒有經(jīng)過篩選直接噴涂,是不會有降溫效果的。
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因此,盧鴻智對客戶的委托,都經(jīng)過他親自篩選,機構件合格的才噴涂,不合格的就退件,不合格率往往超過合格率;因為他下過的苦功與經(jīng)驗的累積,已經(jīng)練就像古物鑒定專家一樣,一眼就能判定優(yōu)劣。
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因為LED光源的熱,必須良好的傳導到石墨烯納米碳材噴涂的膜層,如此散熱效果才會好,而產(chǎn)品的機構件就決定了石墨烯納米碳材是否有效的關鍵;這往往是許多同業(yè)忽略的關鍵因素。
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因為每家公司都有他們自己的工業(yè)設計,所以一般都是不愿意去更動機構件,因此盧鴻智博士研發(fā)石墨烯LED光引擎,熱不須透過機構件,因此機構件可以使用任何材料、任何設計,都對散熱沒有影響,直接解決客戶的問題。
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圖一是不同石墨烯納米碳材的散熱能力比較圖,使用石墨烯納米碳材的LED燈,其光源溫度(紅色線)明顯低于未噴涂的LED(黑色線);至于納米碳材料本身差異影響并不大,例如納米碳球、納米碳管、或類鉆碳等;不過盧鴻智博士表示還是可以進一步提升,透過特定比例配方混和不同石墨烯納米碳材料,可以進一步降低(藍色線)。
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圖一,不同石墨烯納米碳材料的散熱能力比較圖
圖二是20W石墨烯LED光引擎,配合20W LED的應用范圍,采用PLCC型LED光源,直接插電使用就可以讓光源溫度保持在安全的80?C標準內(nèi),外部機構件可以由業(yè)者任意發(fā)揮。
圖二,20W石墨烯LED光引擎
圖三是100W石墨烯LED光引擎,配合大功率燈具使用場所,采用COB型LED光源,在載板背后噴涂石墨烯納米碳薄膜,就可以不須散熱鰭片,讓光源溫度保持在安全的80?C標準內(nèi),因此可以讓燈具設計者任意發(fā)揮創(chuàng)意,而不用擔心機構件影響散熱。
圖三,100W石墨烯LED光引擎
圖四是石墨烯LED藝術燈之【王冠】,盧鴻智博士將石墨烯LED光引擎直接運用在藝術燈上,因為沒有了散熱鰭片影響美觀,而且光引擎已可直接散熱,因此機構件可以使用不能散熱的藝術燈罩,也不會有任何影響,可以將LED藝術燈化,帶來LED燈的新革命。
圖四,石墨烯LED藝術燈之【王冠】