关于LED电筒散热的意见汇总~~~~~~~~

tangstrong

LED电筒的散热，有两个目的。第一个是要把LED通电后产生的热量散到空气中去，避免过多的热量集中在LED周围，导致温度过高，对LED的寿命造成影响。
还有一种情况可能是，在保证LED正常工作的同时，提高使用者的舒适度，避免手持过程中感到筒身过烫。

就第一种情况，论坛里经常有人探讨，我做了如下的总结，并通过自己的逻辑和认知表达出来，希望能让大家有更清晰的认识，由于本人出身材料专业，对热力学的描述不够专业甚至错误的地方，请专家指出并请见谅。（有些图片从论坛中和淘宝上搜到，可能碰巧用到商家的图片，如介意，请联系我更换示意图片）



如同交通状况，马路的宽窄和汽车的速度，决定了通行的快慢，越窄越慢，通行越费劲，越宽越快，通行也越顺畅。如此类比，热量的传递具有同样的效果。



对热量的散热过程，我做了如上的示意，方块的粗细，大概表示热量通过的难易程度和速度，有些细节没有太完善，是用PPT画的........细节不太好表现。


1.LED核心。它是热量发生的初始位置。
2.热量产生后，第一道关就是通过LED和基板之间的焊锡，现在的XPE,XPG等封装，焊接面都没有原来XRE的大，但是由于大电流，热量倒是比XRE产生的多，所以，我猜想大家都说XRE耐操，是不是和这一点多少也有一点关系


3.基板。热量通过焊接面后，到达基板，其实铝的导热已经算是金属中的上乘了，这个地方不构成瓶颈，真的对散热发烧的，可以换用紫铜基板。除了自身导热快一点点，还能提高3中的面接触散热效率。

4.这个地方大有文章，也是我认为散热中最为瓶颈的一个地方（除了后面要提到的空气对流散热），要提高这个地方的热传递效率，有两个方法：1.使用较好的导热硅脂。2.提高基板和电路仓的表面光滑度和平面度，使两个截面尽可能的大面积接触。现在一般都会把焦点集中在硅脂上，对平面没有什么探讨，可能跟加工能力有关系，我碰到过一次，基板按上去电路仓，还可以左右翘动，跟跷跷板一样，散热当然会打折扣。顺便一提，有商家把电路仓上开了螺丝孔，可以用螺丝固定基板，就是为了压紧基板和电路仓，增大接触面。


5.电路仓，现在基本都是黄铜电路仓，据我查资料虽然不如紫铜，可能也不如纯铝和铝合金（资料上查的，黄铜导热不如铝合金，但是热熔大一点），但是也很不错了，相对与导热硅脂个位数的导热系数，和不尽人意的面接触，黄铜上百的导热也构不成瓶颈。


6.电路仓和筒身的接触螺纹，这个地方和4中的面接触原理一样，精度越好，接触面越大，导热也就越快。

7.筒的头部，这个不用说了，关于不锈钢，铝合金，钛等金属的探讨够多了，常规的铝合金导热已经非常优秀了。不锈钢和钛到底是不是瓶颈，还要看其他地方，比如我的C3不锈钢，头部热的厉害，中筒温的，尾巴凉的，明显是螺纹地方造成的热量阻滞。

8.筒身螺纹，同6

9.筒身，同7


10.大气接触面。这个地方似乎经常起争论，热量传导分为热传递，对流，热辐射，这里对流传热占主导，对于骑行的，走路的，当台灯的，情况不同，对流的效果也大相径庭，简单来说，气流速度越大，导热效率越高，还有，接触面越大，也就是筒的表面积越大，导热效率越高。对比M10和A3，感官上也很容易察觉，散热能力天壤之别（当然这两个桶的热量产生量也不能比较）

11.最后一个，大气，这个完全忽略了......无限的空间，任凭你产生多少热量，吸收完全不在话下。当对流不足够的时候，空气温度越低，电筒周围的空气吸收的热量也就越多，温差大也会提升对流的传热效果，所冬天电筒可以开高亮的时间可以长一些。

关于热平衡，我是这么认为的：影响热量传递速度的因素，
一个是导热能力（包括导热系数的大小，导热面积的大小）这个算是路径。
还有一个就是温差,这个算是势能差。
同样的平衡，我们不希望借助加大温差提高它的传热速度。因为......温差的过大就是我们要避免的。比如一个XD举的例子：两个筒子，同条件，最后热平衡后温度一样。极限法去设想：一个筒子螺纹拧紧，最后筒身温度比较均匀，达到热平衡。一个筒子极限设想，螺纹只接触一个点，那么热平衡会是如下状况，头非常热，热量在螺纹接触的那个点上受阻滞，筒身和尾巴对散热帮不上忙，最后头部与空气和筒身的温差越来越大，才逐渐提高的导热速度。虽然都是热平衡，一个情况是靠提高大的导热面积达到的，一个是靠大的温差达到的。第二种显然不是我们所希望的“平衡”

sceips8

学习了！！！

sam8luo

我个人理解关健是电路仓与桐身的螺纹接触部分比如来说有3CM的高度（这个又要螺纹的加工精度及螺纹结合是否紧密也有关系）及所用材料外壳－粗加工、精加工后所剩的厚度，现在很多散热好的桐都有散热鳍无非都是增加散热面积，铝材是比较经济及散热性能好的金属(比较讨厌的是电路仓及电路板负极焊接麻烦点）。
吸热－散热，LED能产生热量，电路仓及壳体能吸收热量，并从壳体的散热面积有效的传递到空气之中.现在开始在己比较关心老周的外壳。

5360421

非常详细

韩秧枣

脖子是硅胶,记下

1营长

LZ辛苦了,坐下慢慢看

405724668

个人感觉东城m10的散热还可以，结构很可靠

gametools

筒仓和筒子外壳之间的螺纹接触的空间里  如果添加导热硅脂，   不知道对导电和导热有没有好的或者坏的影响呢？

有何不可

同问ls...........

sodoit

如果省了电路仓，LED基板直径安装到筒子上的，这个结构应该散热非常好。有这样的筒子不？

ZebraLight

如果省了电路仓，LED基板直径安装到筒子上的，这个结构应该散热非常好。有这样的筒子不？
sodoit 发表于 2011-6-12 18:37

                               
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ZebraLight 的 SC系列手电和H系列头灯. 铝基板都是直接用螺丝拧到筒身上, 而且筒身是整块铝加工出来的.

riva

分析细致，赞一个！
再提两个改进建议供探讨：
1）led陶瓷封装到铝基板之间的热传导应该用紫色框标出来，这是两种材料之间的导热途径，用紫色框而不是黄色框比较合适。
2）无限的空间的热容无限大，但导热能力不见得强，框的高度受制于电筒所处的媒介。比如空气的隔热性很好，而水的导热能力就比空气强很多，因此筒子在水里的散热压力就会小很多。

WEIJIANG

技术贴，需要顶

暗夜的噩梦

如果把筒头筒身都做散热鳍是不是会更有效散热?

joe9998

辛苦了！

sceips8

11# gametools 影响谈不上,在螺纹处涂抹硅脂对导热能起到正面作用,硅脂切忌贪多,适量正好!!

attrib5

大筒子大电流高亮靠筒身散热.小筒子小电流靠的是人体血液循环散热.
只要筒身设计不要有让LED闷烧的缺陷.其它的问题不大了.