高亮度LED照明系統(tǒng)的熱管理問題

　　對于高亮度LED，材料界面熱阻是芯片到冷卻系統(tǒng)的瓶頸。由于傳統(tǒng)的熱界面材料的導(dǎo)熱系數(shù)相對較低，現(xiàn)在出現(xiàn)了新型的高熱導(dǎo)的基于碳納米管的熱界面材料。據(jù)了解，和其他的熱界面材料相比，碳納米管熱界面材料可以更好的降低界面熱阻。優(yōu)化后的碳納米管陣列熱阻低至7mm2·K/W。此外，據(jù)驗(yàn)證了碳納米管熱界面材料可以大大提高高亮度LED的光輸出功率。

　　除了熱界面外，主動散熱系統(tǒng)已越來越受企業(yè)的歡迎。圖3給出了SynJet主動散熱模塊，它可以產(chǎn)生脈動空氣，從而可以把LED燈內(nèi)部的熱直接帶到外面。據(jù)了解，SynJet技術(shù)可以幫助設(shè)計(jì)師解決一些產(chǎn)品的散熱問題，如電腦產(chǎn)品，特別是高可靠性的LED產(chǎn)品。該技術(shù)有高散熱效率、低噪音、高可靠性和低功耗等優(yōu)點(diǎn)。

　　另一種主動冷卻系統(tǒng)是利用壓電驅(qū)動而產(chǎn)生脈動空氣，如圖4所示。該結(jié)構(gòu)簡單，由一個PZT膜片和流動通道構(gòu)成。該流動通道中設(shè)計(jì)者重點(diǎn)論述了出口和進(jìn)口通道的設(shè)計(jì)。這種結(jié)構(gòu)允許每一個振動周期中的流體在管道中的阻力和動力差別。

　　圖5顯示了一種固態(tài)風(fēng)扇，這是Dan Schlitz和Vishal Singhal經(jīng)過六年的不斷積累所發(fā)明的成果。他們曾經(jīng)是美國普渡大學(xué)研究人員，現(xiàn)在就職于Thorrn微技術(shù)公司。該研究表明它具有超薄風(fēng)扇的功能但沒有任何運(yùn)動部件。其原理是在空氣中微電極靠的很近的時候，空氣被電離，由于這些離子的運(yùn)動而產(chǎn)生動能，從而推動空氣產(chǎn)生吹風(fēng)效果。他們還提到，希望將來該技術(shù)在成本上可以接近傳統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)。

　　可以看到新的主動冷卻系統(tǒng)正在越來越引起LED研究者的關(guān)注，主要因?yàn)樽匀焕鋮s對于LED照明系統(tǒng)中已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，并且產(chǎn)生許多相關(guān)的LED失效問題。

　　對于可靠性要求較高的LED照明系統(tǒng)，有必要發(fā)展快速的、可靠的以及低成本的LED可靠性檢測方法。另一方面，應(yīng)不斷發(fā)展新的科技提高LED照明系統(tǒng)的質(zhì)量，包括工藝、材料以及仿真方法。

　　不斷發(fā)展可靠性測試方法，可以更好的模仿燈具的應(yīng)用條件或用戶要求，這樣可以更有效地研究各種破壞機(jī)理。