LED照明替代傳統(tǒng)照明已經(jīng)是不可逆轉(zhuǎn)的大趨勢(shì)，但是從能量守恒的角度上說(shuō)，電能轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光的效率仍然相對(duì)較低， 150lm/W的芯片光電能量轉(zhuǎn)換效率在20%－25%左右，200lm/W芯片光電能量效率25%－30%左右，即超過(guò)60%以上的能量仍然以熱的形式對(duì)外進(jìn)行釋放。統(tǒng)計(jì)資料表明，元件溫度每上升2℃，可靠性下降10%。當(dāng)多個(gè)LED密集排列組成白光照明系統(tǒng)時(shí)，熱量的耗散問(wèn)題更嚴(yán)重。LED芯片工作的溫度越高，光效越低（見(jiàn)圖1），尤其不能接受的是LED芯片的光衰越快（見(jiàn)圖2）。解決熱量管理問(wèn)題已成為高亮度LED應(yīng)用的先決條件。
LED光源模組散熱方式主要通過(guò)熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射三種方式。首先要將LED燈珠發(fā)出的熱量通過(guò)傳導(dǎo)的方式快速將熱量釋放，良好的PCB設(shè)計(jì)和采用高導(dǎo)熱的PCB鋁基板顯得尤其重要，部分廠家為了追求低成本，采用導(dǎo)熱系數(shù)1.0W/（㎡?K）以下的鋁基板（實(shí)際導(dǎo)熱系數(shù)根本就不到1.0），而負(fù)責(zé)任的廠家均采用實(shí)際導(dǎo)熱系數(shù)大于1.5W/（㎡?K）的鋁基板，鋁基板再將熱量傳導(dǎo)到散熱器。熱量到達(dá)散熱器端后再通過(guò)對(duì)流和輻射將熱量帶走，最終達(dá)到熱量控制的目的。空氣的導(dǎo)熱系數(shù)為0.023W/m?k，即空氣的熱阻很大，輻射只能帶走較少的熱量，主要還得通過(guò)空氣對(duì)流的方式將LED光源模組的熱量帶走，而不同重量的散熱量只是熱容量有差異，科學(xué)的散熱結(jié)構(gòu)才是解決散熱的關(guān)鍵。為了提供更好的散熱解決方案眾多的LED照明產(chǎn)品工程師們?yōu)榇烁冻隽似D辛的努力，各種千奇百怪的散熱器都是為了實(shí)現(xiàn)更好的熱量管理（見(jiàn)圖3）。
一款優(yōu)秀的散熱設(shè)計(jì)必然將熱的傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射三種散熱方式用到極致，LED光源模組散熱器熱的越快說(shuō)明導(dǎo)熱系數(shù)越小（我們稱之為系統(tǒng)熱阻），產(chǎn)品越優(yōu)秀（見(jiàn)圖4）。熱平衡后溫度越低說(shuō)明熱對(duì)流良好（當(dāng)然不同的應(yīng)用可能出現(xiàn)不同的結(jié)果，見(jiàn)圖5）。
良好的散熱設(shè)計(jì)涉及結(jié)構(gòu)學(xué)、材料學(xué)、傳熱學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。一個(gè)優(yōu)秀的散熱設(shè)計(jì)需要結(jié)合產(chǎn)品應(yīng)用的特點(diǎn)和豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，并采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)仿真軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。輔助熱仿真會(huì)涉及到較多的概念（見(jiàn)表1），并且要進(jìn)行多次反復(fù)的優(yōu)化才能完成因優(yōu)秀的散熱解決方案。這里還會(huì)設(shè)計(jì)到熱源的科學(xué)分布來(lái)提升散熱器的效率，一款優(yōu)秀的LED光源模組要集光學(xué)工程師、電子工程師、熱學(xué)工程師、結(jié)構(gòu)工程師的集體智慧。
LED路燈模組均衡的熱量分布有利于提升散熱器的效率，經(jīng)過(guò)仿真和測(cè)試，均衡的散熱能夠提升散熱器的效率3%－5%，同時(shí)防止各燈珠熱量不一樣導(dǎo)致出現(xiàn)光衰快慢不一。
隨著新材料、新技術(shù)的迅猛發(fā)展，我們將不斷深入研究，為這個(gè)行業(yè)帶來(lái)更新更好同時(shí)又具備良好性價(jià)比的產(chǎn)品。
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