關(guān)于大功率LED燈散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的深度剖析

雖然大功率LED具有節(jié)能環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)因?yàn)樗β蚀?，產(chǎn)生的大量熱量因無法及時(shí)散出而容易造成光源衰退，芯片過熱而使得使用壽命大幅度縮短等一系列問題，一直困擾著大功率LED燈具設(shè)計(jì)工程師們。

大功率LED燈具的熱管理主要包括3個(gè)方面：芯片級(jí)、封裝級(jí)和系統(tǒng)集成散熱級(jí)。其中，芯片是主要的發(fā)熱部件，其量子效率決定發(fā)熱效率，襯底材料決定芯片向外傳熱效率；對(duì)封裝而言，封裝結(jié)構(gòu)、材料以及工藝直接影響散熱效率；系統(tǒng)集成散熱級(jí)也就是所謂的外部散熱器，主要包括散熱片、熱管、風(fēng)扇、均溫板等。大功率LED燈主要散熱技術(shù)有散熱片、熱管、均溫板、導(dǎo)熱雙面膠、導(dǎo)熱硅膠片、導(dǎo)熱硅脂等。在大功率LED燈具散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，良好的熱傳導(dǎo)通道應(yīng)該是降低PCB、導(dǎo)熱介質(zhì)、散熱體間的熱阻以及加大三者間的有效接觸面，并選擇適合的導(dǎo)熱率，較高的導(dǎo)熱介質(zhì)加快導(dǎo)熱的效率。?

大功率LED燈具的自然對(duì)流散熱方式也是同樣要求有效散熱面積，因此一般情況下，散熱體外壁適當(dāng)粗糙化可加大有效換熱面積，另外，在噴涂不同色漆時(shí)要考慮噴涂厚度和該類色漆的導(dǎo)熱性能和熱輻射性能的好壞。一般為了加大散熱器的散熱面積，我們采用鰭片結(jié)構(gòu)。通常的有效散熱面積為燈具整體面積的50%-60%，“鰭片式”散熱體則可根據(jù)鰭片效率和鰭片間距來確定有效散熱性能。在自然對(duì)流中，電源也會(huì)發(fā)熱，因?yàn)榍蚺?、射燈的電源一般置于燈腔體內(nèi)部，可采取使用導(dǎo)熱灌封膠或者導(dǎo)熱泥等介質(zhì)對(duì)電源進(jìn)行散熱處理。對(duì)疊加熱場(chǎng)，可建議在電源與LED光源和PCB的貼合平臺(tái)間加大空氣層，使之形成空氣隔斷，削弱熱場(chǎng)疊加效應(yīng)。

此外，熱輻射是所有物體在任何時(shí)間都在進(jìn)行的一種能量傳遞，不同材料輻射強(qiáng)度不同。一般冷色物體的輻射強(qiáng)度低于暖色物體的輻射強(qiáng)度，粗糙物體輻射強(qiáng)度大于光滑物體輻射強(qiáng)度。一般球泡、射燈的輻射換熱較小，可近似忽略。

通過以上介紹可以得知，大功率LED燈具散熱不但要有合理的散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而且要針對(duì)不同功率、不同結(jié)構(gòu)、不同燈具來選擇合適的導(dǎo)熱界面材料。也不要因?yàn)樵O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的不合理影響散熱效果而盲目選擇使用高性能導(dǎo)熱硅膠片等導(dǎo)熱材料，從而使大功率LED燈具的生產(chǎn)成本大幅度提高，給生產(chǎn)廠家造成過大的成本壓力，終會(huì)影響到大功率LED燈具在整個(gè)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，這樣就得不償失了。

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