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LED灯具热设计要素

发布时间:2015/4/15 20:12:32 访问次数:582

   LED芯片热量的多少并不是影响LED芯片工作的主要问题,热量集中(从而形成热点)A158S才是问题的关键。对一般标准的LED芯片而言,1W的LED芯片的热通量大约为l+OOW/cm2,3W的LED芯片的热通量则高达300Wcm2,而一般CUP的热通量为60~130W/crri2。热量集中在尺寸很小的LED芯片内,LED芯片温度升高,引起热应力的分布不均匀,使LED芯片发光效率和荧光粉发射效率下降。当温度超过一定值时,LED失效率呈指数规律增加。当多个LED密篥排列组成路灯光源时,散热问题就更严重了。

   目前,很多人把主要的目光都放在了LED的流明数上,而对LED灯具的散热关注较少。实际上,LED的单瓦流明数在快速地增长,而与其对应的传热学理论体系已经成熟,可以使用的传热手段也基本明确:传导、对流、辐射和相变传热(如微热管)。因此,在传热或者说散热问题上,可以采取的措施是可见的、有限的。

Knl-6831m/W是光通量的比例尺,也是辐通量的比例尺。也就是说,1W的LED辐通量在最理想的情况下(黑体辐射)可能产生6831m光通量。所以,即使LED的光效达到2001m/W,也不能将全部能量转化为光能输出,而其余的都转化为热能,从长远看LED灯具的散热问题将是一个长期存在的问题。

   LED的散热技术开发是LED应用需面对的课题,因强制空气冷却在新能源LED路灯设计中是不可取的,所以随着LED灯具输入电功率的提高,散热片和其他增强自然对流冷却的方法在LED灯具设计中发挥日益重要的作用。大功率LED照明光源需要解决的散热问题涉及以下几个环节:

   (1)芯片PN结到外延层。

   (2)外延层到封装基板。

   (3)封装基板到外部冷却装置再到空气。

   Luxeon公司生产的大功率LED有一个热传导路径,以配合大功率LED的大驱动电流,如图3-15 (a)所示;在散热设计时,热阻Rth_(TrT2)/Q,如图3-15 (b)所示。

   


   LED芯片热量的多少并不是影响LED芯片工作的主要问题,热量集中(从而形成热点)A158S才是问题的关键。对一般标准的LED芯片而言,1W的LED芯片的热通量大约为l+OOW/cm2,3W的LED芯片的热通量则高达300Wcm2,而一般CUP的热通量为60~130W/crri2。热量集中在尺寸很小的LED芯片内,LED芯片温度升高,引起热应力的分布不均匀,使LED芯片发光效率和荧光粉发射效率下降。当温度超过一定值时,LED失效率呈指数规律增加。当多个LED密篥排列组成路灯光源时,散热问题就更严重了。

   目前,很多人把主要的目光都放在了LED的流明数上,而对LED灯具的散热关注较少。实际上,LED的单瓦流明数在快速地增长,而与其对应的传热学理论体系已经成熟,可以使用的传热手段也基本明确:传导、对流、辐射和相变传热(如微热管)。因此,在传热或者说散热问题上,可以采取的措施是可见的、有限的。

Knl-6831m/W是光通量的比例尺,也是辐通量的比例尺。也就是说,1W的LED辐通量在最理想的情况下(黑体辐射)可能产生6831m光通量。所以,即使LED的光效达到2001m/W,也不能将全部能量转化为光能输出,而其余的都转化为热能,从长远看LED灯具的散热问题将是一个长期存在的问题。

   LED的散热技术开发是LED应用需面对的课题,因强制空气冷却在新能源LED路灯设计中是不可取的,所以随着LED灯具输入电功率的提高,散热片和其他增强自然对流冷却的方法在LED灯具设计中发挥日益重要的作用。大功率LED照明光源需要解决的散热问题涉及以下几个环节:

   (1)芯片PN结到外延层。

   (2)外延层到封装基板。

   (3)封装基板到外部冷却装置再到空气。

   Luxeon公司生产的大功率LED有一个热传导路径,以配合大功率LED的大驱动电流,如图3-15 (a)所示;在散热设计时,热阻Rth_(TrT2)/Q,如图3-15 (b)所示。

   


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