LED產(chǎn)品的散熱知識集錦

      LED燈泡火爆市場，各大品牌網(wǎng)店價格眼花繚亂，貴也有貴的道理，便宜也有便宜的市場。今天來說說LED燈泡的缺點(diǎn)之一：發(fā)熱。

      LED燈泡發(fā)熱了怎么辦?LED是會產(chǎn)生熱量的，很多人就會以為LED是冷光源，這僅僅是指LED的發(fā)光原理而已。

LED燈泡發(fā)熱的原因：

       LED燈泡發(fā)熱的原因是因?yàn)樗尤氲碾娔懿]有全部轉(zhuǎn)化為光能，而是一部分轉(zhuǎn)化成為熱能，電光轉(zhuǎn)換效率20~30%左右。也就是說大約70%的電能都變成了熱能。

具體來說，LED結(jié)溫的產(chǎn)生是由于兩個因素所引起的：

       內(nèi)部量子效率不高，也就是在電子和空穴復(fù)合時，并不能100%都產(chǎn)生光子，通常稱為由“電流泄漏”而使PN區(qū)載流子的復(fù)合率降低。泄漏電流乘以電壓就是這部分的功率，也就是轉(zhuǎn)化為熱能，但這部分不占主要成分，因?yàn)楝F(xiàn)在內(nèi)部光子效率已經(jīng)接近90%。

       內(nèi)部產(chǎn)生的光子無法全部射出到芯片外部而最后轉(zhuǎn)化為熱量，這部分是主要的，因?yàn)槟壳斑@種稱為外部量子效率只有30%左右，大部分都轉(zhuǎn)化為熱量了。

       就如前文所說雖然白熾燈的光效很低，只有151m/W左右，但是它幾乎將所有的電能都轉(zhuǎn)化為光能而輻射出去，因?yàn)榇蟛糠值妮椛淠苁羌t外線，所以光效很低，但是卻免除了散熱的問題。

LED燈泡的散熱解決方法：

       解決LED燈泡的散熱，主要從兩個方面入手，封裝前與封裝后，可以理解為LED芯片散熱與LED燈泡散熱。

       LED芯片散熱主要與襯底和電路的選擇與工藝有關(guān)，本文暫不闡述。本文主要介紹LED燈泡的散熱，因?yàn)槿魏蜭ED都會制成燈具，所以LED芯片所產(chǎn)生的熱量最后總是通過燈具的外殼散到空氣中去。如果散熱不好，因?yàn)長ED芯片的熱容量很小，一點(diǎn)點(diǎn)熱量的積累就會使得芯片的結(jié)溫迅速提高，如果長時期工作在高溫的狀態(tài)，它的壽命就會很快縮短。

       然而這些熱量要能夠真正引導(dǎo)出芯片到達(dá)外部空氣，要經(jīng)過很多途徑。具體來說，LED芯片所產(chǎn)生的熱，從它的金屬散熱塊出來，先經(jīng)過焊料到鋁基板的PCB，再通過 導(dǎo)熱膠才到鋁散熱器。所以LED酒店工程燈具的散熱實(shí)際上包括導(dǎo)熱和散熱兩個部分。

       而LED燈殼散熱依據(jù)功率大小及使用場所，也會有不同的選擇?，F(xiàn)在主要有以下幾種散熱方法：

       鋁散熱鰭片：這是最常見的散熱方式，用鋁散熱鰭片做為外殼的一部分來增加散熱面積。

       導(dǎo)熱塑料殼：在塑料外殼注塑時填充導(dǎo)熱材料，增加塑料外殼導(dǎo)熱、散熱能力。

       空氣流體力學(xué)散熱：空氣流體力學(xué)利用燈殼外形，制造出對流空氣，這是最低成本的加強(qiáng)散熱方式。

       風(fēng)扇燈殼內(nèi)部用長壽高效風(fēng)扇加強(qiáng)散熱：造價低，效果好。不過要換風(fēng)扇就是麻煩些，也不適用于戶外，這種設(shè)計較為少見。

       導(dǎo)熱管散熱技術(shù)：導(dǎo)熱管利用導(dǎo)熱管技術(shù)，將熱量由LED芯片導(dǎo)到外殼散熱鰭片。在大型燈具，如路燈等這是常見的設(shè)計。

       表面輻射散熱處理燈殼表面做輻射散熱處理：簡單的就是涂抹輻射散熱涂料，可以將熱量用輻射方式帶離燈殼表面。

提高LED燈具散熱水平的幾點(diǎn)建議：

       1) 從LED芯片來說，要采取新結(jié)構(gòu)、新工藝，提高LED芯片結(jié)溫的耐熱性，以及其他材料的耐熱性，使得對散熱條件要求降低。

       2) 降低LED器件的熱阻，采用封裝新結(jié)構(gòu)、新工藝，選用導(dǎo)熱性、耐熱性較好的新材料，包含金屬之間粘合材料、熒光粉的混合膠等，使得熱阻≤10℃/W或更低。

       3) 降低升溫，盡量采用導(dǎo)熱性好的散熱材料，在設(shè)計上要求有較好的通風(fēng)孔道，使余熱盡快散出去，要求升溫應(yīng)小于30℃。另外，提高模塊化燈具的散熱水平應(yīng)提到日程上來。

       4) 散熱的辦法很多，有的采用蒲微呼吸器，還有的采用熱導(dǎo)管、當(dāng)然很好，但要考慮成本因素，在設(shè)計時應(yīng)考慮性價比問題。

       此外，LED燈具的設(shè)計除了要提高燈具效率、配光要求、外形美觀之外，要提高散熱水平，采用導(dǎo)熱好的材料，有報道稱，散熱體涂上某些納米材料，其導(dǎo)熱性能增加30%。另外，要有較好的機(jī)械性能和密封性，散熱體還要防塵，要求LED燈具的溫升應(yīng)小30℃。

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