LED燈的的散熱管理

散熱管理是新型LED燈中最困難、要求最嚴格且成本最高的設計部分。如果不進行充分的散熱管理，將會造成照明失效或火災等災難性后果。不過，LED燈的散熱管理是整個設計方案中最復雜、要求最嚴格且成本最高的部分。本文將探討如何實施負溫度系數(NTC)散熱管理，以充分提高LED設計的安全性并大幅降低功耗。

　　傳統的白熾燈泡中，不與任何東西直接接觸的燈絲是唯一熱源。而對于LED燈而言，LED即是光源，LED的散熱直接與LED燈泡相接觸。這種直接接觸是受LED與驅動器電路的連接方式使然。為了實現散熱，必須將熱量從LED和驅動器電路中釋放出去或者加以有效管理，同時這也是讓LED燈保持長期工作的基本前提。

　　為了解散熱管理的重要性，我們不妨設想這樣一種應用，在壁燈或吊頂燈等通用照明插座上替代安裝LED燈，并用墻壁開關來控制LED燈。由于壁燈或吊頂燈等大多數標準燈的散熱主要依靠熱對流或氣流來實現的，因此這種應用的散熱效果對于LED燈而言不太理想。

　　如果不進行有效的散熱管理，則會帶來需要頻繁更換失效的LED燈或者導致建筑物火災等災難性后果。使用智能LED燈控制功能來監控LED燈的溫度是較為簡單的散熱管理辦法，同時由于LED燈能在溫度升高情況下降低功率，因此安全性也將會得到大幅提升。

　　NTC散熱管理

　　NTC電路的基本原理是通過監控LED燈的溫度來提升LED燈的安全性并降低設計復雜度。當溫度升高時，控制器減少流明并借以將LED保持在安全水平之內。換言之，當溫度升高時，減少流明，反之，當溫度下降時，則增加流明。

　　我們可通過檢測NTC上的電壓來檢測LED燈的溫度變化。檢測到的電壓與NTC的溫度有直接關系，而NTC的電阻會隨NTC及其周邊電路溫度的升高而下降。使用NTC確定溫度有兩種基本方法。

　　方法一：在系統強制實施已知電壓的分壓器電路中使用NTC，并隨后測量NTC節點上的電壓。NTC溫度升高時，電阻減小。電阻減小將導致分壓器比的變化。NTC節點的電壓也會隨溫度升高而下降。

　　方法二、強制已知電流通過NTC，并測量NTC上的電壓。NTC溫度升高時，電阻減小。根據歐姆定律，電阻減小將改變NTC節點上的電壓。如電阻減小而電流保持不變，NTC節點上的電壓也會下降。

　　就改進操作、提高安全性而言，這兩種監控LED燈溫度的方法實施起來都很簡單直接。圖1是使用LED作為升溫源頭的這兩種方法的原理圖。

　　圖1：使用NTC確定溫度的兩種基本方法。

　　溫度過高還是LED故障?

　　LED燈的流明輸出下降時，了解是否因過高的溫度環境還是因為LED出了故障而導致LED輸出下降至關重要。我們可用顯示流明下降的指示器來確定下降原因。

　　圖2所示系統中的流明下降是通過低功耗的紅色LED指示的。當系統處于最大流明輸出時，紅色LED關閉;當LED燈溫度升高時，流明輸出則會下降，而流明輸出下降時，紅色LED即會開啟。隨著流明輸出不斷下降，紅色LED的強度會相應增加。當流明輸出下降到其最低強度時，紅色LED將會完全開啟。

　　圖2