夏俊峰：LED燈具散熱設(shè)計(jì)的討論

對(duì)于LED燈具的散熱，有人說(shuō)溫差大，散熱量大，所以散熱器表面溫度高好。這種說(shuō)法對(duì)，也不對(duì)。為什么會(huì)有這樣一種答案，究其原因是因?yàn)?，?duì)此不能一概而論，現(xiàn)實(shí)中燈具散熱的環(huán)境多種多樣，需要根據(jù)具體情況做出具體分析，而后才能確定散熱是否真的好。

　　散熱的原因不外乎兩種。一種是，將熱源的熱量傳遞給環(huán)境，對(duì)環(huán)境加熱使環(huán)境溫度升高，比如供暖系統(tǒng)；一種是，將熱源的熱量傳遞出去，使熱源的熱量傳遞出去，使熱源的溫度盡可能降低。比如LED的散熱。

　　對(duì)于供暖系統(tǒng)，需要將周圍環(huán)境加熱到足夠高的溫度。由于暖氣管道中熱載體是流動(dòng)的，流體單位時(shí)間與某處管道的接觸時(shí)間有限，要在單位時(shí)間內(nèi)能盡量多地將熱量傳遞給暖氣片，就必須通過(guò)提高流體的溫度，即需要散熱器與空氣間存在較大的溫差。這樣的代價(jià)是，在熱遠(yuǎn)端需要很大的能量來(lái)加熱流體，從而提高流體的溫度，以保持散熱器的溫度，不使散熱器的溫度下降，達(dá)到單位時(shí)間向空間環(huán)境傳遞較大熱量的目的。如果散熱器端的溫度不足，就需要不斷地加大熱源端的功率來(lái)保證。

　　而LED產(chǎn)品的散熱，與暖通散熱的目的有所不同。電子散熱的目的，不是以保持散熱器的溫度為目標(biāo)，也不是以加熱環(huán)境溫度為目的，而是以降低熱源的溫度為目的。因?yàn)橛辛松?，LED的溫度才可能降低，LED產(chǎn)品才能正常工作。因?yàn)橐_(dá)到目的與供暖系統(tǒng)截然不同，所以散熱器的溫度自然也不會(huì)高。對(duì)于LED燈具及其他產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，良好的散熱設(shè)計(jì)，熱平衡后，熱源與散熱器的溫差要小，散熱器與空間的溫差也要小。

　　散熱設(shè)計(jì)，其實(shí)也是一個(gè)辯證思維的過(guò)程。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，絕不能片面地看散熱的有關(guān)公式中散熱量與溫度或溫度差成正比，以此為依據(jù)而提高散熱器的溫度。在熱源功率一定時(shí)，要提高散熱器的溫度，就要減小散熱器的尺寸或輻射能力。但是，散熱器的溫度提高，雖然使得散熱器與空氣的溫差大了，但熱源與散熱器的溫差卻減小了，顧此失彼。而且散熱量又是和有效面積成正比的，減小了散熱的面積，散熱量也會(huì)下降。這樣做的結(jié)果是：散熱器的溫度升高了，熱源的溫度也相應(yīng)地升高了。這并不符合LED散熱設(shè)計(jì)的初衷。

　　再者，散熱器與空氣溫差不能籠統(tǒng)的來(lái)做比較，仍然要堅(jiān)持具體事實(shí)具體分析的原則。如果散熱器的翅片很薄，很高，熱量難以傳遞到翅片頂端，頂端的溫度就低。雖然看來(lái)散熱器的遠(yuǎn)端與熱源的溫差實(shí)際很大，但熱量并沒(méi)有很好地傳遞到散熱器的遠(yuǎn)端。這種大溫差、小面積、長(zhǎng)距離的熱路徑，實(shí)際上熱阻很大，單位時(shí)間內(nèi)傳到到遠(yuǎn)端的熱量很少。所有說(shuō)散熱器的溫度，我們應(yīng)該注意的是散熱器上什么位置的溫度。由于散熱器的結(jié)構(gòu)各有不同，且散熱器上的溫度是不均勻的，很難說(shuō)哪個(gè)地方的溫度能夠代表散熱器的溫度。

　　LED產(chǎn)品的散熱設(shè)計(jì)中絕不是以溫差作為先決條件的。也就是說(shuō)，設(shè)計(jì)之初，我們是要求將熱源的溫度控制在多少度以下，以這個(gè)溫度為前提條件來(lái)展開(kāi)設(shè)計(jì)散熱系統(tǒng)的。不管散熱系統(tǒng)最終是怎樣的形態(tài)，其結(jié)果必須是熱源溫度不能超過(guò)預(yù)定的指標(biāo)。相比暖氣系統(tǒng)而言，則是要將熱源的溫度保持在某個(gè)溫度以上。在設(shè)計(jì)時(shí)，往往會(huì)要求散熱器適當(dāng)小，在暖氣設(shè)計(jì)方面會(huì)有很多用戶、節(jié)能等方面的因素考慮。

　　通常再設(shè)計(jì)LED散熱中，不能只盯住一點(diǎn)，也不能片面的只想一種方法，要全面分析，結(jié)合各種因素。散熱設(shè)計(jì)，是一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，不是僅僅由一個(gè)溫度或溫差參數(shù)來(lái)決定的，對(duì)LED產(chǎn)品散熱而言，切不可用大溫差或高溫度的理念來(lái)設(shè)計(jì)散熱系統(tǒng)，更不能用散熱器的溫度搞滴來(lái)斷定散熱器是否良好。