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白光LED在实际应用中需注意的问题

上传人:Tom(整理)

上传时间: 2011-08-16

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  计算在相应电流下的输入电功率P = UI,测出光通量Ф,则可计算出各组的发光效率η = Ф /P.绘出发光效率随输入电流的变化曲线如图3 所示,在输入电流稳定上升时,1W 级大功率LED 芯片的发光效率是呈下降趋势的。

  综合考虑上述两种情况,即兼顾光照度以及发光效率,选取合适的驱动电流I,从而使LED 照明光源同时满足足够的亮度和相当高的发光效率。方法如下,横坐标依旧选择输入电流值,而纵轴分别进行归一化处理,作出两条曲线,而曲线的交点对应的电流值即为所要选取的合适工作电流值,此处I = 332mA,如图4 所示。

  3 灯具散热分析

  对于由1W 级大功率LED 芯片组成的光源,其发热问题是不容忽视的,未及时散热不仅导致LED芯片的发光效率急剧下降,同时有可能使芯片烧毁,造成严重损失,因此必须考虑合适的散热方案。

  热量的传递主要有3 种方式:热传导、热对流和热辐射。由LED 芯片制作的照明灯具主要是利用热传导和热对流方式进行散热的。热传导过程为LED芯片的铝基板→灯具外壳→金属散热片,芯片与铝基板、基板通过硅胶与灯具外壳、灯具外壳与散热片之间存在空气泡( 制作工艺造成) 能够传热;而热对流主要是依靠散热片与空气间的对流使热量散出。

  散热主要有两种方式:被动式散热和主动式散热。其中主动式散热主要是通过风扇等类似装置增加散热片表面的空气流动速度,以便快速带走散热片上的热量,进而提高散热效率。被动式散热是指依靠灯具( 高导热铝材料) 自身的外表面与空气的自然对流将LED 产生的热量散出。这种散热方式设计、组装简单,并且易与灯具的机械结构设计结合起来,比较容易达到灯具的防护等级要求,并且成本较低,是目前广泛采用的一种散热方式,本文重点讨论被动式散热的有效性。

  在被动式散热中,选择合适的散热片至关重要,其主要参数有:材料、高度、散热片面积、散热片沟槽间距等。就材料而言,导热性能由高到低排列依次是:银、铜、铝、钢,银价格昂贵;铜的价格仍稍贵,并且加工难度大、容易氧化;而铝虽然价格便宜,但其导热性能却不及铜的50%.所以一般而言,常采用的散热片材质是铜铝合金,既能保持成本低廉,同时还具有较高的导热性能。对于散热片的表面积而言,有效表面积越大,其散热效果越好。散热片高度H 以及沟槽间距D 主要影响空气流通,若是其比值D /H 非常小,即形成一个很窄的沟槽,则结果是沟槽中的空气很难与外界中的气体流通,这样对于整个灯具系统而言,其散热效果会相对差很多。所以对于一个散热片而言,需要综合材料性能、灯具封装尺寸、整体散热效果来选择或是设计专门的散热片。

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