LED照明設(shè)計散熱分析與方案

標(biāo)簽：LED 照明 光源

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

一、LED照明設(shè)計散熱分析

二十五瓦以下的LED 照明系統(tǒng)的設(shè)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(shù)小于二十五瓦的低功率LED 照明應(yīng)用也會要求一定程度的小型化。這常常導(dǎo)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(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)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(diào)光解決方案。事實(shí)上，在這個功率范圍內(nèi)，LED 照明燈將會取代鹵素?zé)艉途o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(shù)LED 驅(qū)動器解決方案都源于電源拓?fù)?，并以此為基礎(chǔ)，故應(yīng)該考慮到溫度范圍的限制，因?yàn)橐话惝a(chǎn)品通?；谏虡I(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但照明燈卻必須確保能夠適應(yīng)嚴(yán)苛的環(huán)境。

二、LED 照明設(shè)計中的散熱控制方案

在迅速發(fā)展的LED 照明設(shè)計中，大多數(shù)人將注意力集中在高亮(HB)LED 的調(diào)光控制策略上。不過，HB LED 照明應(yīng)用的本質(zhì)要求我們將更多的注意力轉(zhuǎn)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(shù)正在降低HB LED 照明設(shè)計的技術(shù)障礙，但與光輸出相比，仍有更多的電能轉(zhuǎn)化為要散發(fā)出去的熱量。因此，需要一個散熱管理的總體戰(zhàn)略，以確保LED 散發(fā)的熱量可控制為一個溫度的函數(shù)。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(jié)的熱量傳導(dǎo)到LED 封裝的散熱金屬小塊上。由于LED 產(chǎn)生的熱量采用傳導(dǎo)方式散發(fā)，這些熱量需要一個更長、更昂貴的路徑才能完全散發(fā)到空氣中去。目前，HB LED 通用照明商業(yè)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(guān)鍵。

電子控制電路必須能夠處理觸發(fā)點(diǎn)設(shè)置和增益設(shè)置。事實(shí)上LED 需要能夠應(yīng)付三個潛在的散熱源：自發(fā)熱、環(huán)境溫度和LED 電子控制。使用可變電阻作為調(diào)光元件的方法對HB LED來說也是不切實(shí)際的，因?yàn)殡娮枭舷牡墓β侍?，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(chǎn)生的附加熱量將只會使散熱問題變得更加嚴(yán)重。導(dǎo)通元件也可以是晶體管，可見其功耗發(fā)生在晶體管，而不是可變電阻上。

這種方法通過生成對數(shù)響應(yīng)、以及用于熱控制和亮度定義的負(fù)或正溫度系數(shù)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(shí)現(xiàn)方法采用了一個PTC 元件。PTC元件提高了隨溫度增長的標(biāo)稱低電阻，一直到其觸發(fā)點(diǎn).。