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    LED灯的发热原因分析及散热解决方式
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    LED灯的发热原因分析及散热解决方式

    来源:东莞七度照明 发布日期:2017。09。06 阅读:186
     随着近些年来LED技术作为新一代照明技术受到了广泛应用,目前大多数照明场所都采用LED灯,LED灯具应用包括有LED路灯、LED投光灯、LED工矿灯、LED隧道灯等,那么在各个照明场所的应用过程中LED灯具功率逐渐加大以满足照明需求,所以在LED灯具散热问题也就越来越被人重视。这是因为LED的光衰或其寿命是直接和其结温有关,散热不好结温就高,寿命就短,下面我们根据LED发热原因和解决散热的各种技术:

    一、LED发热的原因
      LED发热的原因是因为所加入的电能并没有全部转化为光能,而是一部分转化成为热能。LED的光效目前只有100lm/W,其电光转换效率大约只有20~30%左右。也就是说大约70%的电能都变成了热能。
      具体来说,LED结温的产生是由于两个因素所引起的:
      1.内部量子效率不高,也就是在电子和空穴复合时,并不能100%都产生光子,通常称为由“电流泄漏”而使PN区载流子的复合率降低。泄漏电流乘以电压就是这部分的功率,也就是转化为热能,但这部分不占主要成分,因为现在内部光子效率已经接近90%。
      2.内部产生的光子无法全部射出到芯片外部而最后转化为热量,这部分是主要的,因为目前这种称为外部量子效率只有30%左右,大部分都转化为热量了。
      就如前文所说虽然白炽灯的光效很低,只有15lm/W左右,但是它几乎将所有的电能都转化为光能而辐射出去,因为大部分的辐射能是红外线,所以光效很低,但是却免除了散热的问题。

    二、LED照明灯具的散热解决方式
      解决Led的散热,主要从两个方面入手,封装前与封装后,可以理解为Led芯片散热与Led灯具散热。Led芯片散热主要与衬底和电路的选择与工艺有关,本文暂不阐述。本文主要介绍Led灯具的散热,因为任何LED都会制成灯具,所以LED芯片所产生的热量最后总是通过灯具的外壳散到空气中去。如果散热不好,因为LED芯片的热容量很小,一点点热量的积累就会使得芯片的结温迅速提高,如果长时期工作在高温的状态,它的寿命就会很快缩短。然而这些热量要能够真正引导出芯片到达外部空气,要经过很多途径。具体来说,LED芯片所产生的热,从它的金属散热块出来,先经过焊料到铝基板的PCB,再通过导热胶才到铝散热器。所以LED灯具的散热实际上包括导热和散热两个部分。
      然而LED灯壳散热依据功率大小及使用场所,也会有不同的选择。现在主要有以下几种散热方法:
      1.铝散热鳍片:这是最常见的散热方式,用铝散热鳍片做为外壳的一部分来增加散热面积。
      2.导热塑料壳:在塑料外壳注塑时填充导热材料,增加塑料外壳导热、散热能力。
      3.空气流体力学 利用灯壳外形,制造出对流空气,这是最低成本的加强散热方式。
      4.风扇 灯壳内部用长寿高效风扇加强散热,造价低,效果好。不过要换风扇就是麻烦 些,也不适用于户外,这种设计较为少见。
      5.导热管 利用导热管技术,将热量由LED芯片导到外壳散热鳍片。在大型灯具,如路灯 等是常见的设计。
      6.表面辐射散热处理 灯壳表面做辐射散热处理,可以将热量用辐射方式带离灯壳表面。
      总体来说目前LED的发光效率还是比较低,从而引起结温升高,寿命降低。为了降低结温以提高寿命就必须十分重视散热的问题。

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