大功率LED照明屬固態照明,具有壽命長、安全環保、高效節能、響應速度快等優點,但尚有一些技術急需解決,主要為:光提取效率低、發熱量大、價格較高。目前LED的發光效率僅能達�10%~20%,80%~90%的能量轉化成了熱量,使得大功率LED的熱流密度超�150W/cm2,而常規的�/鋁散熱翅片一般僅能滿�50W/cm2散熱需求。如果熱量不能及時有效地散發出去,將會使LED芯片結溫升高,從而導致輸出光功率減小、芯片蛻化、波長“紅移”、器件壽命縮短等不良后果。因此,如何解決散熱問題成為LED推廣應用的關鍵�
一�LED器件的散熱分�
LED器件的散熱分為一次封裝散熱和二次熱沉散熱兩部分,一次封裝散熱主要是通過改善LED自身封裝材料和結構進行散熱,二次熱沉散熱主要是通過設計開發外部的熱沉結構對LED進行熱控制。因此,要真正實現大功率LED的有效散熱,需同時解決好一次散熱和二次散熱問題�
常見的二次熱沉散熱結構是將多顆大功率LED陣列在鋁熱沉上,如圖1所示�
�1 典型二次熱沉散熱結構
隨著應用LED功率的增大,出現了熱管散熱、液體冷卻散熱、熱電制冷散熱等新型二次熱沉散熱結構。魯祥友等提出了一種將大功率LED散熱和回路熱管傳熱相結合的用于大功率LED冷卻的熱管散熱器,并對其傳熱性能和整體的均溫性進行了實驗研究。袁柳林設計了大功率LED陣列封裝的微通道制冷結構,并用熱分析軟件模擬了其熱學性能及其參數的影響。唐政維等設計了一種采用半導體致冷技術散熱的集成大功率LED,不僅散熱效果良好,且還可以使LED器件在高溫、震蕩等惡劣環境中正常工作。PetroSki開發了一種新型熱沉來實現大功率LED的冷卻,該熱沉基于自然對流實現換熱,采用圓柱結構,周圍布滿了縱向分布的翅片,該設計可實現散熱效果各向同性。S.W.Chau等提出了一種采用電流體動力學方法(EHD)冷卻LED的裝置,由氣體放電得到離子風進行強迫對流散熱,其對流換熱系數是自然對流的7倍,使熱沉溫度保持在20�30℃,并研究了不同條件下的散熱效果。LiuChunkai等人將硅基熱電制冷器(te)與倒裝大功率LED集成,研究了大功率LED的性能,證實硅基熱電制冷器的熱阻可降低至零,并能有效提高出光效率,降低Pn結結溫,是一種有效的主動冷卻方式�
當前眾多LED路燈示范工程中大部分采用全鋁熱沉作為二次熱沉散熱結構�
隨著微熱管技術的發展及LED器件功率的增大,微熱管技術已經越來越多地應用到LED器件的二次熱沉散熱結構中。為了研究不同熱沉結構的實際散熱效果,本文設計了具有三種不同熱沉結構的大功率LED照明裝置,并對其散熱性能進行了實驗對比�
二、大功率LED照明裝置典型熱沉結構性能分析
......
更多精彩內容請見《LED專刊�10月刊,訂閱咨詢:0755-86149050
關注我�
公眾號:china_tp
微信名稱:亞威資�
顯示行業頂級新媒�
掃一掃即可關注我�