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    LED燈的發(fā)熱原因分析及散熱解決方式

    時間:2019-08-15 17:24來源:未知 作者:m.zhijiuzhen.cn 點(diǎn)擊:

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    旭高照明對LED燈的發(fā)熱原因分析及散熱解決方式提供了獨(dú)特的理解,
    隨著近些年來LED技術(shù)作為新一代照明技術(shù)受到了廣泛應(yīng)用,目前大多數(shù)照明場所都采用LED燈,LED燈具應(yīng)用包括有LED路燈、LED投光燈、LED工礦燈、LED隧道燈等,那么在各個照明場所的應(yīng)用
      

    隨著近些年來LED技術(shù)作為新一代照明技術(shù)受到了廣泛應(yīng)用,目前大多數(shù)照明場所都采用LED燈,LED燈具應(yīng)用包括有LED路燈、LED投光燈、LED工礦燈、LED隧道燈等,那么在各個照明場所的應(yīng)用過程中LED燈具功率逐漸加大以滿足照明需求,所以在LED燈具散熱問題也就越來越被人重視。這是因?yàn)長ED的光衰或其壽命是直接和其結(jié)溫有關(guān),散熱不好結(jié)溫就高,壽命就短,下面我們根據(jù)LED發(fā)熱原因和解決散熱的各種技術(shù):

    一、LED發(fā)熱的原因
      LED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。LED的光效目前只有100lm/W,其電光轉(zhuǎn)換效率大約只有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:
      1.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%。
      2.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15lm/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。
    image.png二、LED照明燈具的散熱解決方式
      解決Led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燈具散熱。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燈具的散熱,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燈具的散熱實(shí)際上包括導(dǎo)熱和散熱兩個部分。
      然而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:
      1.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。
      2.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。
      3.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。
      4.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(jì)較為少見。
      5.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 等是常見的設(shè)計(jì)。
      6.表面輻射散熱處理 燈殼表面做輻射散熱處理,可以將熱量用輻射方式帶離燈殼表面。
      總體來說目前LED的發(fā)光效率還是比較低,從而引起結(jié)溫升高,壽命降低。為了降低結(jié)溫以提高壽命就必須十分重視散熱的問題。

    (編輯:SunWork旭高科照明燈具m.zhijiuzhen.cn)
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