LED照明設計散熱分析與方案

標簽：LED 照明 光源

目前如何散熱是LED產品設計中最為核心的問題，下面我們一起來看看led照明設計中的散熱問題應該如何分析與控制。

一、LED照明設計散熱分析

二十五瓦以下的LED 照明系統的設計一般是用于臺燈、客廳射燈、家用餐燈、小夜燈等方面，即使這樣，大多數小于二十五瓦的低功率LED 照明應用也會要求一定程度的小型化。這常常導致更高的功率密度，盡管它的功耗不是很大。這種情況下，所需足夠的散熱管理措施必須通過改進機械結構來提供。

此外，高電氣效率也有助于降低功耗。而另一種防止LED 長時間工作過熱問題的思路是采用調光解決方案。事實上，在這個功率范圍內，LED 照明燈將會取代鹵素燈和緊湊型熒光燈。此外，為了擺脫散熱問題，必須去掉對溫度變化敏感的無源組件。

然而，目前大多數LED 驅動器解決方案都源于電源拓撲，并以此為基礎，故應該考慮到溫度范圍的限制，因為一般產品通常基于商業標準，但照明燈卻必須確保能夠適應嚴苛的環境。

二、LED 照明設計中的散熱控制方案

在迅速發展的LED 照明設計中，大多數人將注意力集中在高亮(HB)LED 的調光控制策略上。不過，HB LED 照明應用的本質要求我們將更多的注意力轉移到散熱控制上。雖然LED 制造商通過大幅提高每瓦的流明數正在降低HB LED 照明設計的技術障礙，但與光輸出相比，仍有更多的電能轉化為要散發出去的熱量。因此，需要一個散熱管理的總體戰略，以確保LED 散發的熱量可控制為一個溫度的函數。與白熾燈、鎢絲燈泡不同，高功率LED 不輻射熱量。與之相反，LED 將其PN 結的熱量傳導到LED 封裝的散熱金屬小塊上。由于LED 產生的熱量采用傳導方式散發，這些熱量需要一個更長、更昂貴的路徑才能完全散發到空氣中去。目前，HB LED 通用照明商業化的一個最大障礙就是散熱問題。因此，能否徹底有效地解決這個問題可以說是贏得客戶的關鍵。

電子控制電路必須能夠處理觸發點設置和增益設置。事實上LED 需要能夠應付三個潛在的散熱源：自發熱、環境溫度和LED 電子控制。使用可變電阻作為調光元件的方法對HB LED來說也是不切實際的，因為電阻上消耗的功率太大，而需要專用的繞線電阻。在電阻與LED 的位置很接近的情況下，該電阻產生的附加熱量將只會使散熱問題變得更加嚴重。導通元件也可以是晶體管，可見其功耗發生在晶體管，而不是可變電阻上。

這種方法通過生成對數響應、以及用于熱控制和亮度定義的負或正溫度系數熱敏電阻，提供了更多的靈活性。利用熱敏電阻的LED 散熱控制的最簡單實現方法采用了一個PTC 元件。PTC元件提高了隨溫度增長的標稱低電阻，一直到其觸發點.。