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大功率LED 照明產品現狀

發布日期:2013-11-13
        目前,LED 的發光效率能使約30% 的電能轉換成光,其餘70% 的電能幾乎都轉換成熱能,使LED 的溫度升高。小功率LED 由於其發熱量非常小,基本上不用采取熱措施就能被很好地應用,例如儀表燈、信號燈、小尺寸液晶屏幕背光源等。但對於大功率LED,當應用於商業建築、道路、隧道、工礦等照明領域時,其散熱就是個大問題了。如果LED 芯片的熱量不能散出去,會加速芯片的老化、光衰、色偏移、縮短LED 的壽命。因此,大功率LED 照明係統的結構模式和熱管理設計十分重要。
 
  現在市場上所有大功率LED 照明燈具均采用“芯片- 鋁基板- 散熱器三層結構模式”,即先將芯片封裝在鋁基板上形成LED 光源模塊,然後將光源模塊安置在散熱器上製造成大功率LED 照明燈具。應該指出的是,目前大功率LED 的熱管理係統仍沿用LED 早期用於指示燈和顯示燈的方式,屬於小功率LED 的熱管理模式。采用“芯片- 鋁基板- 散熱器三層結構模式”製備大功率LED 照明,在係統結構方麵存在明顯不合理的地方,如結構之間接觸熱阻多、結溫高、散熱效率低,所以芯片釋放出來的熱不能有效地導出和散出,導致LED 照明燈具光效低、光衰大、壽命短,不能滿足照明需求。
 
  如何提高封裝散熱能力是現階段大功率LED 亟待解決的關鍵技術之一。LED 照明產品的發展方向和重點是: 高功率、低熱阻、高出光、低光衰、體積小、重量輕,因而使得對LED 的散熱效率要求越來越高。但是由於受結構、成本和功耗等諸多因素的限製,大功率LED 照明難以采用主動散熱機製,而隻能采用被動式散熱機製,但被動式散熱具有較大的局限性;而且LED 的能量轉換效率較低,目前仍然約有70%轉換為熱,即使光效再提高1 倍也還有40% 的能量轉化為熱。也就是說,很難提高到不用考慮散熱的程度,所以從長遠看,大功率LED 照明的散熱問題將是一個長期存在的問題。
 
  現在大功率LED 應用於照明的時機已經成熟,研製高效的自然散熱的熱管理係統,已成為大功率LED 照明實現產業化的先決條件和關鍵因素。因此,需要新的技術路線及係統結構來徹底解決大功率LED 照明散熱問題。
 
 
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