“熱阻”概念被濫用

一、引 言

LED由于其節(jié)電、環(huán)保、長壽命，被公認為人類下一代照明技術，LED照明應用普及的最大阻礙是LED燈價格高，價格高又是由于散熱問題所致。

散熱屬于傳熱中的一部分。人類對傳熱的研究已有上百年的歷史，上世紀60～70年代是人們對傳熱研究的頂峰時期，其主要動力是人類開發(fā)航空航天的需求。那時代，傳熱技術領域聚集了許多優(yōu)秀人才，出了不少知名人士，隨著傳熱學及技術日益成熟，人們對傳熱研究熱情逐漸減小，目前傳熱學及技術的專業(yè)人員非常少，傳熱學及技術已是非常之成熟，就像似成熟的果子，掉到地上被樹葉遮蓋，不被現(xiàn)在的人們看見。

LED散熱中，溫度不高(不超過100℃)，屬常溫傳熱，無相變等復雜過程，功率也不大，單顆LED晶片也就是1～2W，從傳熱學和技術來講，LED散熱非常簡單，只涉及到傳熱學中非常小的部分—導熱傳熱和對流傳熱(主要是空氣自然對流傳熱)，其中導熱傳熱就可利用現(xiàn)成的傳熱計算機軟件，得到非常準確的解。

導致LED散熱簡單問題被復雜化的原因有：知識斷層，擁有成熟的傳熱知識的人員參于到LED散熱研究的甚少，人們沒有去拔開地面上的樹葉，撿起那些熟透的果子，將人類成熟的傳熱知識移植到電子行業(yè)內(nèi)，而是重新育種、栽樹。

LED行業(yè)(或者說電子行業(yè))中的傳熱學可以說是另起爐灶的，從該行業(yè)所創(chuàng)造出的新名詞：“主動散熱”、“被動散熱”、就能說明這一點。還有行業(yè)中非常熟悉的名詞“熱沉”，聽起來不知是什么意思，英文“Sink”在傳熱學及技術中也是非常罕見的名詞。以下將已有的成熟的傳熱學稱為“正統(tǒng)傳熱學”，而LED行業(yè)(電子行業(yè))中的傳熱學稱為“行業(yè)傳熱學”，行業(yè)傳熱學的分析問題思路和理念與正統(tǒng)傳熱學不一致，本文將從行業(yè)“熱阻”概念的應用來分析，LED行業(yè)中傳熱學的問題。

“熱阻”概念在行業(yè)傳熱學中被濫用，明顯表現(xiàn)出“電子電路學”的烙印，將整個LED散熱過程分解成數(shù)多“熱阻”元件的串聯(lián)與并聯(lián)，如圖1所示的LED散熱過程熱阻分析圖，在LED行業(yè)非常普遍，就像電路中的電阻一樣。

圖一

在電子電路中，串聯(lián)電路中的電阻 不分前后;并聯(lián)電路中的電阻不分左右，但傳熱過程并不是這樣。在電子電路中：電阻的串并聯(lián)關系是非常明確的，電阻的阻值，基本是人為設定，或用儀器可直接測量出或推算出。但在傳熱過程中，特別是在LED散熱過程中，沒有明確清晰的熱阻串并聯(lián)關系，不能簡單計算出其熱阻數(shù)值，如果采用“熱阻”法，來計算分析，就將簡單問題復雜化。正統(tǒng)傳熱學中很少用“熱阻”概念來分析傳熱過程。

以下通過兩實例分析比較來進一步說明。

二、“熱阻法”與正統(tǒng)傳熱學法對比