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怎样选择LED路灯散热器?

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怎样选择LED路灯散热器?

[2012-01-27]

LED作为新一代安全可靠、节能环保的绿色光源,具有耗电量少、发光效率高、稳定性好和寿命长等众多优点,是目前照明产品中的热点,但LED,特别是大功率LED的研发还面临着一个比较重大的课题,即如何更好地解决散热。在LED中有80%的能力转换为热能,如果其热量不能很好地散发出来,则LED的相对初温率就会线性下降,进而影响LED的可靠性和使用寿命。因此,解决散热问题,成为大功率LED发展的一个关键所在。

目前,大功率LED的驱动电流都能达到300mA甚至1A级以上。根据上述LED器件的散热环节,应从以下几方面解决大功率LED散热问题。

1),LED产生的热量的多少取决于量子效应。在氮化镓材料的生长过程中,应改进材料结构,优化生产参数,获得高质量的外延片,提高器件内的量子效率,从根本上减少热量的产生,加快芯片结到外延层的热传导。

2),选择以铝基为主的金属芯印制电路板,陶瓷,DBC,复合金属基板等导热性能好的材料作为衬底,以加快热量从外延层向散热基板散发。通过优化金属芯印制电路板的热设计,或将陶瓷直接绑定在金属基板上形成金属基低温烧结陶瓷基板,以获得热导性能好,热膨胀系数小的衬底。

3),为了使陈地上的热量迅速扩散到周围环境,通常选用铝,铜等导热性能好的金属材料作为散热器,再加装风扇和回路热管等强制制冷。无论从成本还是外观来看,LED照明都不宜采用外部冷却装置,因此根据能量守恒定律,利用压电陶瓷作为散热器,把热量转化成振动方式直接消耗热能将成为未来研究的重点之一。

4),对于大功率LED器件而言,其总热阻是PN结到外部环境热路上几个热沉的热阻之和,包括LED本身的内部热沉热阻,内部热沉到PCB之间的导热胶的热阻,PCB与外部热沉之间的导热胶的热阻,外部热沉的热阻等。传热回路中的每一个热沉都会对传热造成一定的阻碍,因此减少内部热沉数量,并采用薄膜工艺将必不可少的接口电极热沉,绝缘层直接制作在金属散热器上,能够大幅度降低总热阻。