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LED的散热

2011-03-07 作者:茅于海 来源:新世纪LED网 浏览量: 网友评论: 0

摘要: LED的散热现在越来越为人们所重视,这是因为LED的光衰或其寿命是直接和其结温有关,散热不好结温就高,寿命就短,依照阿雷纽斯法则温度每降低10℃寿命会延长2倍。

  那么是不是知道了所有各部分的热阻,我们就可以知道这个LED灯具的总热阻,也就可以知道LED芯片的结温,也就可以知道这个灯具的寿命了呢?

  情况远远不是那么简单,虽然我们可以仔细分析每一部分的热阻,甚至还可以得到比较精确的数字,但是还是有很多重要的因素被我们忽略掉了。因为上面的这个模型只不过是单个LED的灯具的模型,而实际的灯具要比这个模型复杂很多。

  LED的分布。在很多情况下,LED灯具里是由很多颗LED所构成而不是只有一个LED。可能所有这些LED都焊在一块铝基板上。这时候如果只用标准的铝基板的热阻来计算整个灯具的热阻就会有很大的出入。因为每个LED的散热会受到周围LED所发出的热影响。换句话说,这时铝基板的热阻是很难计算的。

  其他热源的影响,例如LED的恒流电源就是重要的发热源,假如这个发热源靠近某些LED,那么就会明显降低这些LED的散热而缩短其寿命。也相当于改变了其热阻。

  热阻实际上只考虑了热传导,而根本没有考虑热对流和热辐射。热量从LED芯片出发,经过了一系列不同材质传导,最后到达鳍片散热器。这些热量最后都要散发到空气中去。如果散发不到空气中,那么这些热量也会越积越多,导致结温的升高。所以可以说,最后鳍片散热器散到空气中的这一环节,是最关键的一环,是最复杂的一环,也是最难计算的一环。或者说Rj5基本上是无法用简单的计算就能算出来的。这就使得要通过所有部件的热阻来计算出LED的结温几乎是不可能的事。

  七.散热器的设计

  要谈到散热器,有一个概念先要搞清楚,就是导热和散热的区别。导热就是要把热量最快地从发热源传送到散热器表面,而散热则是要把热量从散热器表面散发到空气中去。首先要把热最快的导出来,然后要最有效地散到空气里去。因为不管采用什么方法散热,最后还是只能把热量散发到空气中。而热量的散发只有两种途径:对流和辐射。

  7.1对流散热和辐射散热

  对于对流散热来说,其基本公式如下:

  Q = h·A·△T

  其中Q为散去的热量,h为热对流系数,A为散热器的散热面积,△T为散热器表面和附近空气之间的温度差。

  更形象一点,可以用图10来表示:

  图10. 基于对流的散热量的计算

  鳍片的散热主要是靠对流和辐射,这其中对流是最重要的。这两部分都取决于鳍片的总面积。面积越大,散热效果越好。然而,对流散热则不完全取决于鳍片面积的大小,而且还和风力风向有关,在完全无风的状态下,则和自然对流的阻力有关。例如假如为了防尘和防鸟屎堆积,鳍片朝下安装,那么鳍片两端不能堵住,而且灯具要么向下倾斜要么向上倾斜,可以让热空气能够顺畅地流动。

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