浅析LED灯具的散热设计

浅析LED灯具的散热设计

侯玉廷

侯玉廷

深圳市冠科科技有限公司

摘要：随着时代的进步，目前对于灯具的选择出现了多种形式，其中LED灯具是今年来比较火热的一种灯具形式，LED灯具的内部散热性能直接影响着LED灯具的正常工作温度，LED灯具的工作温度从客观角度显示了其自身的发光状况和剩余的使用周期。因此，LED灯的散热设计在LED灯特别是大功率LED灯的设计中尤为重要。在LED灯的散热设计中，必须严格控制从LED芯片封装的第一、二散热手到LED灯采用的散热设计方案的各个环节，研究分析各个设计环节。材料的选择和设计。这不仅是LED照明厂商提高产品竞争力的有效途径，也是在激烈竞争的市场中脱颖而出的有效途径。同时，提高人民生活质量，为我国的环境保护"添砖加瓦"。本文主要就LED灯具有关散热问题进行分析，并对现有的LED灯具的散热进行技术分析。

关键词：LED灯具设计；散热问题；方法

LED是发光二极管的英文简称，LED技术最早起源与上个世纪六十年年代初，最初是一种单色光源。经过了长达50年的技术发展，目前的LED技术已经十分成熟了，相关的LED产品种类也更加完善，在我们的日常生活中随处可以见到LED相关的产品。比如说LED灯具，其具有使用周期长、发光相关好、节能环保和不易损坏的优势。LED技术可以作为未来的新能源研究方向，目前世界上许多国家都在继续研究、改进和推广LED灯。所以它在我们的生活中被广泛使用。现有的大部分电器设备都有散热性差等特征，电器工作时会发热。如果这些热量不能有效排出，堆积的所有热量会提升电器设备的内部温度，当电器内部的温度上升到一个界定值的时候就会烧毁电器设备。

1LED照明灯具优势

节能、安全性高、LED照明整体光效高，且在反射、灯具损耗低的情况下，采用数字调光系统，将使节能效果更加明显。目前，与传统的高压钠灯相比，LED照明节能60%。使用LED照明和太阳能系统将发挥更大的能源效率。维护成本低，不需要经常更换LED灯。一般可使用10年左右。同时，与以往的高压钠灯相比，LED照明的安装、敷设和功耗也要低得多，相应地降低了电缆、变压器和工程的成本，光的分布也很容易，LED照明的光源也非常接近自然光。

2有关LED灯具散热问题分析

LED登记的散热问题一直是技术人员追求改进的重要项目，只有完善LED灯具的散热问题，才能提升LED灯具的电力使用效率。目前，散热器的设计也多种多样。一般来说，就其根本都是追寻LED灯具的技术价值。然而，问题的细节仍然很多。例如，现有市面上的LED灯具对于其自身的散热问题都只研究降低散热量，忽视了对于散热均匀性的研究，大部分的LED灯具的散热稳定十分混乱，LED灯具内部的散热器无法实现其自身的真正价值，不仅消耗电能，而且不能达到散热效果。期望的散热效果，甚至不能在散热中起到作用。还有一些散热设计上的错误，如LED路灯通常安装在8-12米高的灯杆上，此时LED灯具的设计思路需要作出一定的让步，除了要求设计的LED灯具具良好均匀的散热性能以外，还要考虑LED灯具安排时候的重心问题，一旦重心设计不当，如果路灯在大风或地震中使用，可能会发生意外事件。

3LED灯具的散热设计

3.1LED灯具的散热效果制约着灯具的寿命周期

根据美国的相关研究，灯泡的发光效率可提高3%-8%，每降低10摄氏度，灯泡的使用寿命可延长两倍。热的影响使其制造商在研究LED灯时总是把散热作为研究重点。LED灯的散热效果也主要受两个方面的影响，其一是收到LED灯具自身制作材料的限制；二是收到LED灯具的散热实际设计限制。其中LED灯具的散热设计可以系统分为一次散热设计以及二次散热设计两种。

（1）LED灯一次性散热。LED灯具的散热性能主要由其设计所决定的，LED灯具的一次性散热设计可以借助自身的设计优势从而达到一次散热和热传导的效果。

（2）LED灯包装。经过散热设计后，灯被封装起来。LED灯具的封装需要经过一个十分严谨的程序，必须熟练掌握灯具的连接焊点、内部绝缘装置、金丝、粘合层、封装透镜、LED芯片、电极、内部散热片、封装结构等基本知识。包装透镜材料几乎不导热。然后由外部散热器散热。因此，LED封装的主要散热设计是通过对内部散热片的科学设计，把灯具内部芯片形成的温度进行导出并传输到其使用要求和条件。散热器。

（3）LED灯二次散热。一些LED灯，特别是一些商业化的大功率LED灯，将芯片固定在散热设计中，在重复使用时不能进行修改，但散热效果不好。

（4）对于LED灯具芯片基板抉择。在现有LED灯具的研究中可以看出，现状LED灯具散热性能的因素之一就是LED灯具的芯片基板，通过研究可以知道：如果LED灯具的芯片基板选择陶瓷材质的，LED灯具的散热性能就会更好，并且陶瓷材质的LED灯具芯片基板还有很高的耐膨胀效力，具有耐高温、防潮、绝缘等特点，并能减少热应力引起的变化。

3.2LED灯具的其他散热方式

（1）风机散热，风机散热是利用小型风机产生的空气对流驱动散热，它也常用于大多数电气设备，如电脑CPU风扇、空调、汽车等。

（2）电磁射流散热。它是利用LED灯具自身电气结构的特性来进行散热的，当前都是LED灯具都选优了薄膜腔结构，借助自身产生的电磁驱动产生了一定的动力，从而让薄膜腔结构法师震动，让灯具的周围空气产生流动，并最终带走了部分热量。

（3）换热散热，一般采用散热片、电路板等部件与空气接触。当电器工作产生热量时，利用热量与空气密度的差来实现热交换，最终达到散热的目的。

4结论

发光二极管具有安全性高、寿命长、环保节能优良等优点。LED技术在不断的应用和实践中取得了进步，但LED产品的快速蓄热限制了大功率LED的发展。为了延长大功率LED的光效和使用寿命，除本文外，本文还对大功率LED灯的散热结构进行了简要分析。除本章所述的设计外，还应注意散热器的选择，散热器由铝或铜制成，带散热片，安装时应保证底板与灯具散热器表面的连接。本文讨论了大功率LED的散热问题。通过对大功率LED灯散热结构的分析，对其结构设计进行了优化。高品质大功率LED灯照明能有效提高散热效果。LED光源芯片产生的热量迅速消散，提高了经济效益。

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