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图文详解:全面解决系统级LED热管理难题

上传人:未知

上传时间: 2011-05-04

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  市场分析公司Yole Developpement说:LED在固态发光市场的收入将由2007年的10亿美元上升到2012年的103亿美元。Yole预计在2012年高亮度和超高亮度结合的LED收入将达到44.5亿美元,这是2007年7亿8千万的5.5倍。这些固态发光装置已经成为不同应用场合的灯源选择,这些应用场合包括交通信号灯、汽车和卡车的内部和外部灯、屏幕可见显示器、小型LCD背后照明和装饰照明。最新的Isuppli报告(参考1)显示,在一些新的场合也陆续的采用了LED。

  散热挑战

  与其它的灯源相比,高功率的LED产生了严重的散热问题,这主要是因为LED不通过红外辐射进行散热。根据美国能源部门研究显示,用于驱动LED的功耗75%~85%最终转换为热能,并且必须通过导热的方式将热量由LED芯片导入下部印制电路板、散热器、外壳或者光源结构元件等。美国能源部能效和再生能源部门得出了一个名为“Thermal Managementof WhiteLEDs”(参考2)的报告。简而言之,过多的热量会减少LED的光输出和产生偏色。

  此外,热管理的优劣还会产生一些长期的影响,诸如光输出的减少会导致使用寿命的缩短。美国能源部门表示:制造商通常在25℃的固定结温下对LED进行测试。然而,在通常情况下结点的温度为60℃或更高,在这些情况下LED灯的输出可能只有额定的10%或更少。对于钨灯泡而言,散热途径是通过热辐射的方式,热量直接由灯丝进入到周围环境中。LED装置的主要散热途径是由芯片到系统外壳的导热。

  

  图2:整个LED等的表面温度分布(点击图片查看原图)

  

  图3:LED灯内部的温度分布(点击图片查看原图)

  LED装置的制造商提供了封装级的热管理。对于制造商而言,最为关注的是如何减小芯片到外部封装的热阻。通常一些小型安装在平板上的LED灯有许多引线,这些引线形成了主要的导热路径,并且对于这些LED而言,其芯片到引线的热阻至关重要。封装设计依据制造商和LED类型变化,但封装的理念却很相似。

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