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LED燈泡發熱和散熱原理講解

時間:2015-08-19 06:51 來源:ob体育竞彩作者:編輯部

LED燈泡發熱和散熱原理講解
　LED燈泡發熱的原因是因為所加入的電能並沒有全部轉化為光能，而是一部分轉化成為熱能，電光轉換效率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結溫的產生是由於兩個因素所引起的：
　　內部量子效率不高，也就是在電子和空穴複合時，並不能100%都產生光子，通常稱為由“電流泄漏”而使PN區載流子的複合率降低。泄漏電流乘以電壓就是這部分的功率，也就是轉化為熱能，但這部分不占主要成分，因為現在內部光子效率已經接近90%。

　　內部產生的光子無法全部射出到芯片外部而最後轉化為熱量，這部分是主要的，因為目前這種稱為外部量子效率隻有30%左右，大部分都轉化為熱量了。就如前文所說雖然白熾燈的光效很低，隻有151m/W左右，但是它幾乎將所有的電能都轉化為光能而輻射出去，因為大部分的輻射能是紅外線，所以光效很低，但是卻免除了散熱的問題。
　　解決LED燈泡的散熱，主要從兩個方麵入手，封裝前與封裝後，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，本文暫不闡述。本文主要介紹LED燈泡的散熱，因為任何LED都會製成燈具，所以LED芯片所產生的熱量最後總是通過燈具的外殼散到空氣中去。如果散熱不好，因為LED芯片的熱容量很小，一點點熱量的積累就會使得芯片的結溫迅速提高，如果長時期工作在高溫的狀態，它的壽命就會很快縮短。然而這些熱量要能夠真正引導出芯片到達外部空氣，要經過很多途徑。具體來說，LED芯片所產生的熱，從它的金屬散熱塊出來，先經過焊料到鋁基板的PCB，再通過導熱膠才到鋁散熱器。所以LED酒店工程燈具的散熱實際上包括導熱和散熱兩個部分。
　　然而LED燈殼散熱依據功率大小及使用場所，也會有不同的選擇。現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麵積。
　　導熱塑料殼：在塑料外殼注塑時填充導熱材料，增加塑料外殼導熱、散熱能力。
　　空氣流體力學散熱：空氣流體力學利用燈殼外形，製造出對流空氣，這是最低成本的加強散熱方式。
　　風扇燈殼內部用長壽高效風扇加強散熱：造價低，效果好。不過要換風扇就是麻煩些，也不適用於戶外，這種設計較為少見。
　　導熱管散熱技術：導熱管利用導熱管技術，將熱量由LED芯片導到外殼散熱鰭片。在大型燈具，如路燈等這是常見的設計。
　　表麵輻射散熱處理燈殼表麵做輻射散熱處理：簡單的就是塗抹輻射散熱塗料，可以將熱量用輻射方式帶離燈殼表麵。