大功率LED 照明產(chǎn)品現(xiàn)狀
發(fā)布日期：2013-11-13
目前，LED 的發(fā)光效率能使約30% 的電能轉(zhuǎn)換成光，其余70% 的電能幾乎都轉(zhuǎn)換成熱能，使LED 的溫度升高。小功率LED 由于其發(fā)熱量非常小，基本上不用采取熱措施就能被很好地應(yīng)用，例如儀表燈、信號燈、小尺寸液晶屏幕背光源等。但對于大功率LED，當(dāng)應(yīng)用于商業(yè)建筑、道路、隧道、工礦等照明領(lǐng)域時(shí)，其散熱就是個(gè)大問題了。如果LED 芯片的熱量不能散出去，會加速芯片的老化、光衰、色偏移、縮短LED 的壽命。因此，大功率LED 照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式和熱管理設(shè)計(jì)十分重要。
現(xiàn)在市場上所有大功率LED 照明燈具均采用“芯片－ 鋁基板－ 散熱器三層結(jié)構(gòu)模式”，即先將芯片封裝在鋁基板上形成LED 光源模塊，然后將光源模塊安置在散熱器上制造成大功率LED 照明燈具。應(yīng)該指出的是，目前大功率LED 的熱管理系統(tǒng)仍沿用LED 早期用于指示燈和顯示燈的方式，屬于小功率LED 的熱管理模式。采用“芯片－ 鋁基板－ 散熱器三層結(jié)構(gòu)模式”制備大功率LED 照明，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面存在明顯不合理的地方，如結(jié)構(gòu)之間接觸熱阻多、結(jié)溫高、散熱效率低，所以芯片釋放出來的熱不能有效地導(dǎo)出和散出，導(dǎo)致LED 照明燈具光效低、光衰大、壽命短，不能滿足照明需求。
如何提高封裝散熱能力是現(xiàn)階段大功率LED 亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。LED 照明產(chǎn)品的發(fā)展方向和重點(diǎn)是: 高功率、低熱阻、高出光、低光衰、體積小、重量輕，因而使得對LED 的散熱效率要求越來越高。但是由于受結(jié)構(gòu)、成本和功耗等諸多因素的限制，大功率LED 照明難以采用主動散熱機(jī)制，而只能采用被動式散熱機(jī)制，但被動式散熱具有較大的局限性;而且LED 的能量轉(zhuǎn)換效率較低，目前仍然約有70%轉(zhuǎn)換為熱，即使光效再提高1 倍也還有40% 的能量轉(zhuǎn)化為熱。也就是說，很難提高到不用考慮散熱的程度，所以從長遠(yuǎn)看，大功率LED 照明的散熱問題將是一個(gè)長期存在的問題。
現(xiàn)在大功率LED 應(yīng)用于照明的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟，研制高效的自然散熱的熱管理系統(tǒng)，已成為大功率LED 照明實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的先決條件和關(guān)鍵因素。因此，需要新的技術(shù)路線及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來徹底解決大功率LED 照明散熱問題。
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