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LED發(fā)熱問題及散熱方法

發(fā)布時(shí)間：2018-04-08 15:08:00  瀏覽次數(shù)：1439

與傳統(tǒng)光源一樣，半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED）在工作期間也會(huì)產(chǎn)生熱量，其多少取決于整體的發(fā)光效率。

在外加電能量作用下，電子和空穴的輻射復(fù)合發(fā)生電致發(fā)光，在PN結(jié)附近輻射出來(lái)的光還需經(jīng)過(guò)芯片（chip）本身的半導(dǎo)體介質(zhì)和封裝介質(zhì)才能抵達(dá)外界（空氣）。綜合電流注入效率、輻射發(fā)光量子效率、芯片外部光取出效率等，最終大概只有30-40%的輸入電能轉(zhuǎn)化為光能，其余60-70%的能量主要以非輻射復(fù)合發(fā)生的點(diǎn)陣振動(dòng)的形式轉(zhuǎn)化熱能。
 
LED散熱的方法
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(lái)增加散熱面積。
導(dǎo)熱塑料殼
使用LED絕緣散熱塑料替代鋁合金制作散熱體，能大幅提高熱輻射能力。
表面輻射散熱處理
燈殼表面做輻射散熱處理，簡(jiǎn)單的就是涂抹輻射散熱漆，可以將熱量用輻射方式帶離燈殼表面。
空氣流體力學(xué)
利用燈殼外形，制造出對(duì)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(zhǎng)壽高效風(fēng)扇加強(qiáng)散熱，造價(jià)低，效果好。不過(guò)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。
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)。
液態(tài)球泡
利用液態(tài)球泡封裝技術(shù)，將導(dǎo)熱率較高的透明液體填充到燈體球泡內(nèi)。這是除了反光原理外，唯一利用LED芯片出光面導(dǎo)熱、散熱的技術(shù)。
燈頭的利用
在家用型較小功率的LED燈，往往利用燈頭內(nèi)部空間，將發(fā)熱的驅(qū)動(dòng)電路部分或全部置入。這樣可以利用像螺口燈頭這樣有較大金屬表面的燈頭散熱，因?yàn)闊纛^是密接燈座金屬電極和電源線的。所以一部分熱量可由此導(dǎo)出散熱。
導(dǎo)熱散熱一體化--高導(dǎo)熱陶瓷的運(yùn)用
燈殼散熱的目的是降低LED芯片的工作溫度，由于LED芯片膨脹系數(shù)和我們常用的金屬導(dǎo)熱、散熱材料膨脹系數(shù)差距很大，不能將LED芯片直接焊接，以免高、低溫?zé)釕?yīng)力破壞LED芯片。最新的高導(dǎo)熱陶瓷材料，導(dǎo)熱率接近鋁，膨脹系可調(diào)整到與LED芯片同步。這樣就可以將導(dǎo)熱、散熱一體化，減少熱傳導(dǎo)中間環(huán)節(jié)。
PVC改良材料
具有導(dǎo)熱功能，二次封裝。