如何提升LED散热效率

一般而言，LED发光时所产生的热能若无法导出，将会使LED结面温度过高，进而影响产品生命周期、发光效率、稳定性。从事LED照明设备的设计和生产，就一定会接触到各种认证及安规问题。其中散热就是安规认证当中的一项内容。散热的好坏直接关系到LED照明设备的寿命，温度过高会引起芯片上的热量的寄存，影响其工作。那么如何提高LED灯具的散热水平呢?

决定LED散热的几个因素

LED照明设备的功率，决定了需要考虑散热问题的严重程度，功率LED是指工作电流在100mA以上的发光二极管。是我国行标参照美国ASSIST联盟定义的，按现有二种LED的正向电压典型值2.1V及3.3V,即输入功率在210mw及330mw以上的LED均为功率LED，都需要考虑器件热散问题，有些人可能有不同看法，但实践证明，要提高功率LED的可靠性，就要考虑功率LED的散热问题。

与LED散热有关的主要参数有热阻、结温和温升等。

热阻是指器件的有效温度与外部规定参考点温度之差，除以器件中的稳态功率耗散所得的商。它是表示器件散热程度的最重要参数。目前散热较好的功率LED热阻≤10℃/W，国内报道最好的热阻≤5℃/W，国外可达热阻≤3℃/W，如做到这个水平可确保功率LED的寿命。

结温是指LED器件中主要发热部分的半导体结的温度。它是体现LED器件在工作条件下，能否承受的温度值。芯片及荧光粉的耐热性还是很高的，目前已经达到芯片结温在150℃下，荧光粉在130℃下，基本对器件的寿命不会有什么影响。说明芯片荧光粉耐热性愈高，对散热的要求就愈低。

温升有几种不同的温升，我们这里所讨论的是：管壳-环境温升。它是指LED器件管壳(LED灯具可测到的最热点)温度与环境(在灯具发光平面上，距灯具0.5米处)温度之差。它是一个可以直接测量到的温度值，并可直接体现LED器件外围散热程度，实践已证明，在环境温度为30℃时，如果测得LED管壳为60℃，其温升应为30℃，此时基本上可确保LED器件的寿命值，如温升过高，LED光源的维持率将会大幅度下降。

为提高散热水平我们提供以下几点建议

从LED芯片来说，要采取新结构、新工艺，提高LED芯片结温的耐热性，以及其他材料的耐热性，使得对散热条件要求降低。

降低LED器件的热阻，采用封装新结构、新工艺，选用导热性、耐热性较好的新材料，包含金属之间粘合材料、荧光粉的混合胶等，使得热阻≤10℃/W或更低。

降低升温，尽量采用导热性好的散热材料，在设计上要求有较好的通风孔道，使余热尽快散出去，要求升温应小于30℃。另外，提高模块化灯具的散热水平应提到日程上来。

散热的办法很多，如采用热导管，当然很好，但要考虑成本因素，在设计时应考虑性价比问题。

此外，LED灯具的设计除了要提高灯具效率、配光要求、外形美观之外，要提高散热水平，采用导热好的材料，散热体涂上某些纳米材料，其导热性能增加30%。另外，要有较好的机械性能和密封性，散热体还要防尘，要求LED灯具的温升应小于30℃。