当前位置:资料首页 > 论 文 > LED照明 > 正文

大功率LED散热的改善方法[2]

2010-7-22  来源:电子发烧友  有5992人阅读

  目前,很多功率型LED的驱动电流达到70 mA、100 mA甚至1 A,这将会引起芯片内部热量聚集,导致发光波长漂移、出光效率下降、荧光粉加速老化以及使用寿命缩短等一系列问题。业内已经对大功率LED的散热问题作出了很多的努力:通过对芯片外延结构优化设计,使用表面粗化技术等提高芯片内外量子效率,减少无辐射复合产生的晶格振荡,从根本上减少散热组件负荷;通过优化封装结构、材料,选择以铝基为主的金属芯印刷电路板(MCPCB),使用陶瓷、复合金属基板等方法,加快热量从外延层向散热基板散发。

  表2给出透镜热导率为0.2 Wm-1K-1时,不同热沉材料的导热系数对于LED最大功率影响。由表2看出,热沉材料对于LED的最大散热能力的影响很小。

  综上所述,热导率变化对LED最大功率影响微弱。

  3.3 增加散热面积对LED散热的影响

  表3为3种不同散热方式对LED的温度分布、最大功率的影响。可以看出,增加散热面积是很好的散热方式,可以轻易地提高LED器件散热能力,这是目前LED产品所普遍使用的散热方式之一。然而缺点也很明显:影响成本、增加产品重量、影响封装密度。无限度地提高LED散热片面积显然不现实,因此一般使用1.5inch2散热片提升LED产品最大功率至10 W左右,出于成本等因素就不能继续提高。



  3.4 对流方式对LED散热的影响

  常见对流散热方式有两种:自然对流和强制对流。固定结构的散热与表面传热系数有关。空冷方式时,不同传热系数对最大功率的影响如图5所示。强对流方式在一定速度内会大大提高LED产品的散热能力,有助于提高散热效果。

  综上所述,无论是增加散热面积还是增加对流速度都不能无限制地提高散热能力,其原因在于:当散热结构、方式固定后,即使LED导热率有所上升,也无法真正大幅度降低芯片温度;事实证明增加散热面积,可以促进散热。但由于成本限制,且不可能无限制地增加散热面积,因此,要提升LED产品的散热能力,关键要在最大努力增加散热面积时,寻找一种可以快速将上表面热量带走的散热方式。

  4 结语

  利用ANSYS软件对大功率LED进行三维有限元热分析,并绘制了其受不同因素影响时器件的温度云图,通过比较各种因素对散热性能的影响,得出结论:在经过必要的选材优化后,对于材料热导率的追求只是对提高LED散热能力细枝末节地修改,想要大幅度地提高LED的散热能力,关键是增加散热面积与改变散热方式。

 

1 2
【有0人参与评论】

网友评论

标题:
网友评论仅供其表达个人看法,并不表明中国照明网同意其观点或证实其描述

中国照明网论文频道现向广大业内朋友征集稿件。稿件内容要求具有技术性、可读性。欢迎研究机构、院校、企业进行投稿。

投稿信箱:edit@lightingchina.com.cn
联系电话:0086-020-85530605-5029

(投稿时请注明作者姓名、单位、邮编和地址及电话、E-mail;以便通知审核结果,如发稿七日内无通知请来电查询。)

广东中照网传媒有限公司 版权所有 增值电信业务经营许可证:粤B2-20050039 粤ICP备06007496号
传真:020-85548112 E-mail:Service@lightingchina.com.cn 中国照明网