降低大功率LED燈溫升及控溫技術的研究

引言

　　環境問題在各國的經濟發展中已成為頭等重要的問題，因而節能省電的LED照明就成為了照明界的“新寵”。因為LED的發光效率較高、制造成本也較低，其應用前景和市場非常廣大。但是，大功率LED燈的散熱問題限制了LED照明行業的發展，散熱問題得不到解決，將會使LED燈的溫度上升，導致其發光效率降低、使用壽命縮短。本文從燈具及驅動器的設計2個方面提出降低大功率LED燈溫升及溫控的方法和技術，有效降低和限制了大功率LED燈的溫升。

　　1 降低溫升

　　目前，LED燈的散熱方式主要有自然對流散熱、加裝風扇強制散熱、熱管和回路熱管散熱等。

　　1.1 電源與燈體分離

　　由于電源本身產生一定的熱量，使得LED燈上的熱量來源增加。同時，電源與燈一體設計使得LED燈整體受熱不均，這些因素都會導致燈具發生疲勞和早期失效，而影響其壽命。圖1為LED燈溫度隨工作時間的變化曲線，圖中T1為放置電源處溫度，T2為遠離電源處溫度，T3為燈體中心溫度。從圖中看出，隨著工作時間的增加，圖1（a）中T1遠大于T2和T3；圖1（b）中T1與T2兩曲線重合，T3略大于T1和T2。可見分離電源后，整燈的溫度分布很均勻。

　　1.2 選擇優質LED模組

　　LED模組的選擇在降低溫升上也起著較為關鍵的作用。選擇由導熱系數高且一致的材料封裝的LED燈珠，可提高內部的熱擴散性。采用高導熱、高散熱的金屬基板作燈芯板，使散熱片溫度分布均勻，從而使得散熱作用發揮到最大。

　　1.3 增大散熱面積

　　鋁基板與散熱片交界面處容易有空隙，而空氣的導熱系數很小，僅約0.03W/m·K，因此可以在接觸面涂上具有較高導熱能力的膠狀導熱硅脂來增大實際接觸面積。同時，增大散熱片的散熱面積，將散熱片的結構變形，以方便散熱。