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如何提升LED散熱效率的幾點建議?

發(fā)布時間:2014-11-29 責任編輯:sherryyu

【導讀】本篇文章主要介紹了影響LED照明設(shè)備散熱的幾個關(guān)鍵因素,并對如何提高散熱效果提供了幾個可以參考的建議,希望能幫助大家理解LED散熱的問題。
 
從事LED照明設(shè)備的設(shè)計和生產(chǎn),就一定會接觸到安規(guī)問題。散熱就是安規(guī)認證當中的一項內(nèi)容。散熱的好壞直接關(guān)系到LED照明設(shè)備的壽命,溫度過高會引起芯片上的熱量的寄存,影響其工作。那么如何提高LED燈具的散熱水平呢?
 
決定LED散熱的幾個因素
 
LED照明設(shè)備的功率,決定了需要考慮散熱問題的嚴重程度,功率LED是指工作電流在100mA以上的發(fā)光二極管。是我國行標參照美國ASSIST聯(lián)盟定義的,按現(xiàn)有二種LED的正向電壓典型值2.1V及3.3V,即輸入功率在210mw及330mw以上的LED均為功率LED,都需要考慮器件熱散問題,有些人可能有不同看法,但實踐證明,要提高功率LED的可靠性,就要考慮功率LED的散熱問題。
 
與LED散熱有關(guān)的主要參數(shù)有熱阻、結(jié)溫和溫升等。
 
熱阻是指器件的有效溫度與外部規(guī)定參考點溫度之差,除以器件中的穩(wěn)態(tài)功率耗散所得的商。它是表示器件散熱程度的最重要參數(shù)。目前散熱較好的功率LED熱阻≤10℃/W,國內(nèi)報道最好的熱阻≤5℃/W,國外可達熱阻≤3℃/W,如做到這個水平可確保功率LED的壽命。
 
結(jié)溫是指LED器件中主要發(fā)熱部分的半導體結(jié)的溫度。它是體現(xiàn)LED器件在工作條件下,能否承受的溫度值。芯片及熒光粉的耐熱性還是很高的,目前已經(jīng)達到芯片結(jié)溫在150℃下,熒光粉在130℃下,基本對器件的壽命不會有什么影響。說明芯片熒光粉耐熱性愈高,對散熱的要求就愈低。
 
溫升有幾種不同的溫升,我們這里所討論的是:管殼-環(huán)境溫升。它是指LED器件管殼(LED燈具可測到的最熱點)溫度與環(huán)境(在燈具發(fā)光平面上,距燈具0.5米處)溫度之差。它是一個可以直接測量到的溫度值,并可直接體現(xiàn)LED器件外圍散熱程度,實踐已證明,在環(huán)境溫度為30℃時,如果測得LED管殼為60℃,其溫升應為30℃,此時基本上可確保LED器件的壽命值,如溫升過高,LED光源的維持率將會大幅度下降。
 
為提高散熱水平我們提供以下幾點建議
 
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。
 
降低LED器件的熱阻,采用封裝新結(jié)構(gòu)、新工藝,選用導熱性、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。
 
降低升溫,盡量采用導熱性好的散熱材料,在設(shè)計上要求有較好的通風孔道,使余熱盡快散出去,要求升溫應小于30℃。另外,提高模塊化燈具的散熱水平應提到日程上來。
 
散熱的辦法很多,如采用熱導管,當然很好,但要考慮成本因素,在設(shè)計時應考慮性價比問題。
 
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,采用導熱好的材料,散熱體涂上某些納米材料,其導熱性能增加30%。另外,要有較好的機械性能和密封性,散熱體還要防塵,要求LED燈具的溫升應小于30℃。
 
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