大功率筒筒散热之我见

hnhfjlh

许多筒友购买或DIY大功率电筒时，常常会被筒筒的大发热量所困扰，其实这是很正常的现象，大功率必然会体现大发热，而其中大部的热量是由LED产生的，不排除电路的设计及元器件选择的不合理，也会加剧热量的产生。即然热量的产生是不可避免的，那我们就应该从疏导热量这方面入手，及时有效的将产生的热量散发出去，避免因热积累产生的高温使筒筒工作不正常甚至烧毁元器件。
一、在筒身的选择上，应尽量选择粗大、壁厚的，外表沟槽、花纹多的，这样由于表面积大，有利于热量的发散。材质尽量是铝或铜的(这二种金属的热导系数高)。
二、电路仓一定要是铜的(最好是紫铜)，并且在空间许可的情况下，尽量把尺寸做大、做厚(有违轻便原则，但在轻便与安全中作选择的话，各位筒友心中都有答案了吧，并且更能体现“公鸡头”的份量了)，以增大筒筒的热容量(因为LED和电路产生的热量是通过电路仓向外传递的)，如果传递的途径不畅通，可由电路仓把热量先存储起来(类似于CPU散热器鳍片下的厚基板)。
三、尽量减小各热传导部位的热阻。LED安装仓底部一定要光滑、平整，涂覆的导热介质要尽量的薄，LED必须紧密的压合在仓底平面上。各螺纹接口结合一定要紧密，不能有很大的间隙，如果过松的话，可用导热介质填充。介质应选择导热系数高的，如CPU用的导热脂。本人则是用买来的白色导热硅脂，掺和25%的铝粉(工业上用于调兑银粉漆的原料)。经过简单的热传导测试，感觉传导效果提高了50%以上(各取相同长度的膏体放在云母板上，一端放置测温探头，而另一端用电烙铁持续加热，比较在单位时间里温度变化的快慢和高低)。
四、改进电路仓的散热条件。在当前情况下，大部分筒友电路仓的散热，要么是涂覆导热脂、导热胶，要么就是什么散热措施都未采取。但由于导热脂、导热胶的导热系数低(相对于金属导热而言还不及一个零头)，以致电路仓内热毁元件的事情屡有所闻。本人这次在DIY Q5筒时，由于是使用了某型发热比较严重的电路板，针对该板在散热上作了一点改进，大大提高了散热效果。具体做法如下；首先根据该板功率面的尺寸(该板为双面元件排布)，车制(用0.5毫米的铜皮卷制也行)一个外径等于电路仓内径、厚0.5毫米、高7毫米的铜圈，利用板上二个接地焊点焊在电路板功率面上(焊时要放平、对齐，铜圈不要与元件及焊脚相接触)，然后用l毫米左右的铜丝在发热元件表面与铜圈之间作过桥连接。做法是先用铜丝按元件顶面大小做一些小的蛇形弯，涂上导热硅脂，用工具将铜丝一端压平在元件表面上，而另一端则焊在铜圈内壁上，发热严重的元件可与内壁多作几次连接，切记不可将铜丝触碰到元件脚上(非焊接老手勿进)。由于急于看到结果，过程未被拍摄，所以无法供图，遗憾！不过文字也说的比较清楚了，DX筒友绝没问题，新手就要摸索了。电路板装入电路仓前，在功率面上均匀涂覆一层导热硅脂，不用太多，盖住元件就行(以免太多了流出造成污染)，然后在电路仓内壁、铜圈外壁涂覆一层导热硅脂，压入电路仓即可。
五、反接保护(只适合正极无弹簧的筒筒)。本人此次DIY是3AAA筒，兼容AA及18650(须配电池套筒)。在车制电路仓时，就已算好尺寸，当电路板推入电路仓后，盖上一块厚2毫米、中间打小孔的玻纤板，使电路板上正极触点比玻纤板低l毫米，这样，当电池正接时，正极柱头正好插入小孔，与电路板正极形成良好接触；当电池反装时，由于负极为平疧，无法与电路板形成任何连接，绝佳的极性保护，且不需要任何电路支持，虽然科技含量为0，但却100%的保险！
    以上都是自已在DIY实践中的经验之谈，如能被筒友借鉴则是我的荣幸了。路过、看过，可不要错过哟，希望来过的朋友能顶一下。文中如有谬误之处，还望DX级筒友指正！

为配合本文，在32楼补图啦！

[ 本帖最后由 hnhfjlh 于 2008-8-11 21:10 编辑 ]

扎西德勒

兑铝粉的导热硅脂是否导电?

hnhfjlh

用万用表测是绝缘的，但在紧密接触情况下是否导电不知道，有机会用摇表测一下，看高电压下怎么样。

panic

原帖由 hummersugar 于 2008-7-20 14:00 发表

                               
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通俗的说铜的吸热能力好，但放热能力差，所以如果外围的散热能力不好的话铜更热，唉，还是说得不够通俗

晕死了。。吸热 和 放热 居然还是分开的。。。照这么说，一块铜放在那，自己温度就比环境高了？？？

panic

原帖由 hummersugar 于 2008-7-20 17:01 发表

                               
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是我表达能力不强，对不住大家了，还是让你们自己去看吧http://power.zol.com.cn/88/886251.html
节选：铝的导热系数为237，比起铜来说，虽然导热性相比差一些，但较高的比热容能使得铝在降低相同温度的同时，降低更多的热量。
虽 ...

散热达到稳态的时候，温度只和导热系数有关，和比热容是完全没有关系的。而在达到稳态之前，温度一直都在增长状态，无论如何都比稳态低，所以比热容高作用也不大。

yzx

照这么说，一块铜放在那，自己温度就比环境高了？？？:lol :lol :lol
那块铜太怒啦:lol :lol


做好散热的关键是各接触面紧密接触，芯片散热不要用导热胶，而是直接用铜片贴上去

扎西德勒

这么看来surefire的散热好跟它内部镀铜有关系了?

[ 本帖最后由 扎西德勒 于 2008-7-22 00:00 编辑 ]

hnhfjlh

原帖由 陈满神 于 2008-7-19 22:51 发表

                               
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:L ，加点硅脂可以提高50%的散热性能？还有，大家已经用数据说了，黄铜的导热性能不比铝好，还有，热容对散热能力提高是没有多大作用的。

回复四楼筒友
    并不是加了导热硅脂就能提高50%的散热性能，文中所说的是加了铝粉的硅脂与未加铝粉粉的硅脂，性能提高了约50%。实际上在筒筒散热系统中，最薄弱环节就是导热硅脂。目前市场上，能买到的导热硅脂热导系数都在1~6之间，不及铜、铝的一个零头，不得已情况下，尽量少用、薄涂，而采取金属对金属的传导要靠得住的多，当然前题必须要紧密接触。
   增大热容量并不能提高散热能力，而只是起到一个短时间的保护作用，就如同发大水时的蓄洪区。经常有筒友在裸测LED时未加散热片而烧毁，就是因为因为LED产生的热量未被及时疏导出去而造成的，此时如能加一个厚重的散热器来蓄能、散热，那情况就大不一样了。

sanmaotage

较为系统，可为参考。导热硅脂并不是用来散热的，明白他的用途非常重要：填充金属物表面的坑洼等不易接触的部分，排除里面可能存在的空气，虽然硅脂的导热效果不好，但较之于空气却强了N倍阿。

wygood

可以在发热芯片上用硅胶粘散热片,再在电路仓里灌不导电的导热脂.提高精度使结合跟紧密:lol

hnhfjlh

散热片的一端必须与仓壁紧密相连，如中间又要靠导热脂传导，则效果大打折扣，因为导热硅脂的热导系数仅在1~6之间。

kangyuhelf2

水的热容比比金属铝低。所以水能有效的对流。
搞个液冷手电。:lol

lijianak1

怎么现在还没升级到用热管呢?

火成岩

原帖由 sanmaotage 于 2008-7-22 17:40 发表

                               
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较为系统，可为参考。导热硅脂并不是用来散热的，明白他的用途非常重要：填充金属物表面的坑洼等不易接触的部分，排除里面可能存在的空气，虽然硅脂的导热效果不好，但较之于空气却强了N倍阿。 ...

说的对，这才是导热硅脂的作用．
有人说不要用这个，那我建议他电脑ＣＰＵ上的导热硅脂都搽干净吧．:L