散热设计对LED寿命的影响.doc

散热设计对LED寿命的影响 新产品研发 ??2009-06-19 10:48 ??阅读155???评论0 ? 字号： 大大? 中中? 小小 由于现阶段单颗LED的输出光束低，对于一般照明使用，将需要大量的LED元件于一块模组中以达到所需之照度。但LED的光电转换效率极差，大约只有15%至20%左右电能转为光输出，其余均转换成为热能，因此，当大量使用LED于一块模组，这些极差的转换效率将造成散热处理的大问题。 ?其问题点为： 1.?这些热将造成LED模组的温度上升，当温度升高:?? ?A、工作电压减少（如图一） 图1 ? B、光强减少（如图二） ? C、光的波长变长 当LED 的温度变高时，LED 的波长的变化 ??? K 举例:? 当Tj为40°C LED颜色会有什么变化?? 波长lD会是多少? ??????????????????????????? ?2.这些热将影响LED驱动器的效率、损害磁性元件及输出电容器等的寿命，使LED驱动器的可靠度降低。（一般元件的工作温度需控制在80°C以下） 3.这些热将严重降低LED的寿命，加速LED的光衰。 ? 在设计LED灯具时，良好的散热设计主要是出于以下考虑： 1.Higher Flux LEDs，提高LED的效率，提高电流 (功率)，更高的片/结温 (Tj) 2.高性能 LED’s.，光学性能，高可靠性，依赖于片/结温 (Tj) 因此好的热设计是要管理好结温 Tj。 大家知道散热的途径主要有以下三种： 传导?????????????????????????? 对流???????????? 发散(Thermal l=0.1-100mm) ?? ? 其中传导和对流对LED散热比较重要，发散不重要。从热能分析Q=发散功率 (Pd) = Pd = Vf * If，因为当LED效率达到标准值时，Vf和If相对变化比较小。所以我们在做散热设计时主要从传导方面考虑，热量预先从LED发散器导出。 ??? 从传导 – 傅立叶法则公式Q = kA(T1 - T2)/l来看，我们首先考虑的是选择热传导系数大的材料，在常规用的材料中，银的传导系数是最高的，其次是铜和铝。考虑成本因数，我们一般拿铜和铝来做实验。 品能光电采用的LED是由美国Lumileds公司提供的大功率超高亮度旗舰产品Superflux和Luxeon。LED本身的结构与传统?5mm在散热方面也有更好的考虑。 ? ? Luxeon 的封装包括了一个专门的热传路径.???????????????????????????? 优秀的热设计配合了LED的大电流驱动。 ?（如图八）??????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 在做散热设计的时候，我们首先要了解热阻概念：RQ 1-2（热阻） =? (T1 –T2)/ Q（如图九