文档介绍：随着LED生产工艺技术的进步,散热问题成为阻碍LED照明灯具发展的瓶颈。温度上升对LED性能造成一定影响,因此需要建立灯具热学分析等效模型。结合灯具的热学模型,对主动式和被动式散热方式进行比较分析。研究影响灯具散热效率的主要因素,将为改善当前LED照明灯具的散热设计提出指导性意见。前言在我国的总用电量中,照明用电大约占13%。而城市公共照明用电在整个照明领域占有庞大的份额。近年来,随着国家建设节约型社会战略的提出,作为一种高效节能的新型光源,在其生产工艺以及性能不断进步的基础上,LED进入照明领域已经成为一种必然趋势。1LED的结温和性能的关系目前限制LED照明灯具发展的瓶颈主要有两个:一是成本。目前LED光源相对传统光源来说,价格还是偏高。但是随着生产工艺的进步以及国内企业的广泛参与,LED成本会逐步下降。另一个是散热。由于LED属于半导体发光器件,而半导体器件随着自身温度的变化,其特性会有明显的变化。LED相对光输出随结温的变化曲线(a)(b)是LUMILEDS公司生产的LUXEONK2系列产品LED结温与寿命关系曲线LUMILEDS生产的LUXEONK2系列产品结温与寿命的关系2灯具热学分析模型目前LED灯具核心的结构为选用1W左右的LED焊接在铝PCB板上,然后将PCB板通过合适的分布方式固定在灯具外壳上,再依靠外壳将热量散出去。热量的流动大概可以简单归结为如下过程:先是经过焊接层将热量传给固定LED的铝基板,然后铝基板导热胶将热量传给灯具外壳,再通过灯具外壳传导给各个散热片,最后靠散热片与空气间的对流将热量散出。LED灯具等效热阻模型示意图在此散热过程中主要是利用传导和对流来散热散热分析对于传导型热阻,其阻值R=Ax/KA;对于对流型热阻,其阻值R=1/hA。其中:K是材料的导热系数,h是对流系数,A是导热面积。可以看出,要降低各部分的热阻,在材料选定的情况下,应尽可能降低材料的厚度。铝的导热系数K=202W/m·℃,镍的导热系数是93W/m·℃,·℃,因此,为降低连接层的热阻,就要尽可能减少焊接层和硅胶层中的气泡。3被动式散热优点:设计简单,并且很容易和灯具的机械结构设计结合起来,这就比较容易达到灯具的防护等级要求,并且成本较低。缺点:散热效率不高,并且设计出的灯具因为有大量的散热片而导致灯具过重。同时由于散热片的存在,使得灯具外壳比较容易积灰,会降低灯具的维护系数。采用同类散热方式的灯具散热效果比较可以看出,散热面积越大,器件的结温上升会越小,但是二者并不成简单的比例关系。