分析：如何解決LED散熱的問題

　　但換成LED固態(tài)光源形式的燈具，其熱處理便可能成為新的應用安全問題。多數(shù)人會認為LED具高能源轉(zhuǎn)換效率、低驅(qū)動能源優(yōu)勢，自然使用安全性較高，但實際上LED固態(tài)光源為了達到日常照明的應用目的，必須透過加大單組組件的功率去強化單元件的輸出流明，例如燈具廠會采取多LED組件整合形式加強輸出效果，且多組件同時運行也能改善LED固態(tài)光源光型偏向點光源的問題，讓LED固態(tài)光源技術的燈具可產(chǎn)生如燈泡般的面光源效果。

　　如果要強化單元件的輸出流明，必須更高的電流，以使LED芯片的PN接面產(chǎn)生更多流明，但更高電流也會讓單點LED組件的溫度升高、更難處理，甚至為了提高燈具的光型表現(xiàn)、發(fā)光效率而采取多組件并用形式，也會使LED燈具的高溫問題加劇，讓散熱問題更難處理。

　　綜觀目前LED燈具市場的發(fā)展趨勢，多數(shù)LED光源的廠商大多會先以市場為主導，因為高單價、高利潤，也可以借由技術差異迅速打入發(fā)展技術較前衛(wèi)的LED光源市場，例如，針對室內(nèi)裝潢、情境燈具應用的嵌燈、壁燈、吸頂燈就成為LED光源燈具較常見的設計形式，其替換傳統(tǒng)燈具后的省電效益亦最受相關業(yè)者關注。

　　LED光源燈具必須重點處理的熱管理設計，在可能于密閉或半密死循使用的嵌燈、壁燈、吸頂燈產(chǎn)品，形成更嚴苛的挑戰(zhàn)，燈具開發(fā)商必須從材料、產(chǎn)品構(gòu)型、主/被動散熱機制、驅(qū)動芯片設計等方面投入更多資源，以避免產(chǎn)品的問題肇生。特別是LED嵌入式燈具體積小，且常采多組件整合，模塊的散熱設計難度較高。嵌入式燈具外殼采鋁擠型或散熱片設計，可發(fā)揮自體散熱作用。但這還遠遠不夠。

　　LED熱管理：NTC持續(xù)運行溫度維持LED燈使用安全

　　若LED燈具沒有搭配足夠的熱管理設計，在使用過程中可能會導致燈具因為經(jīng)常性高熱運行造成壽命銳減，產(chǎn)生必須頻繁更換故障LED燈具的困擾，嚴重者甚至可能釀成意外，因運行高溫造成線或是周邊裝潢著火燃燒！

　　在產(chǎn)品開發(fā)階段，可運用智能型LED燈光控制技術，透過主動式的監(jiān)看LED燈具與整體光源模塊的溫度表現(xiàn)，簡化裝置的熱管理工作，同時當燈具與周遭溫度上升至區(qū)段時，燈具必須降低電功率、減少LED亮度輸出，以此提升LED固態(tài)光源燈具的使用安全性。

　　像LED吸頂燈外殼考慮較簡單的設計形式，若燈具本身所使用的驅(qū)動器功能較聚焦于電源轉(zhuǎn)換與LED組件驅(qū)動，并未內(nèi)嵌溫控微處理器與散熱處理模塊，為避免增加產(chǎn)品原料件的成本，LED燈具可整合NTC(NegativeTemperatureCoeffient)負溫度系數(shù)ThermistorSensors電，是成本效益相對較高的安全設計方案。

　　所謂NTC電，其設置目的是藉由透過電子回去監(jiān)看LED的模塊燈具溫度，透過默認溫度警示或是對應自動處理驅(qū)動狀況，采關閉LED固態(tài)光源模塊方式，來提升LED燈具的使用安全，同時NTC電也能降低設計的復雜度。

　　由于NTC電的溫度系數(shù)非常大，因此可以偵測得知微小的溫度變化表現(xiàn)，被廣泛應用于需量測、控制與補償溫度的相關電設計中，而NTC電在LED光源模塊設計中，基本上為量測LED固態(tài)光源燈具的產(chǎn)品周邊溫度變化，至于量測狀況會隨著NTC改變的電壓現(xiàn)況，直接測得電壓和NTC電的溫度對應關系。

　　當NTC和周邊電或整個模塊溫度提升時，NTC電的電阻隨即降低，產(chǎn)品可依此相依關系進行相關安全控制機制反饋，例如減少LED發(fā)光組件的驅(qū)動電流或是直接強制關閉燈具照明，在燈具溫度問題改善后自動回復照明狀態(tài)，藉此獲得燈具使用的安全性。

　　監(jiān)控LED燈具溫度亦可導入微控制器 采SMD形式制作的NTCTHERMISTOR組件

　　前述NTC電的改善形式，若想達到更佳的設計，搭配MCU進行更精密的安全設計也是一種相對務實的作法，在開發(fā)項目中，可將LED光源模塊的狀態(tài)區(qū)分為燈光是否正常、燈光是否被關閉，搭配溫度警示與溫度量測的程序邏輯判斷，建構(gòu)更為完善的智慧燈具管理機制。

　　例如，若出現(xiàn)燈具溫度警示，經(jīng)溫度量測得知模塊溫度仍在可接受范圍，可維持正常途徑，透過散熱片自然散逸運行溫度；而當警示告知所測得溫度已達需執(zhí)行主動散熱機制的基準，此時MCU必須控制散熱風扇作動，甚至當溫度達到值，系統(tǒng)必須透過MCU直接關閉驅(qū)動器供應電源，LED組件暫時停止運行，自然進行散熱處理。

　　判斷燈具是否使用或關閉，可用簡單的判斷位來做變化與了解產(chǎn)品目前使用狀態(tài)，比較關鍵的是溫度量測部分，所量測的溫度必須實時與系統(tǒng)的參照表進行比對，以確認目前模塊狀態(tài)的正?；虍惓３潭?，計算出溫度間距后，自動對應進行溫控管理。

　　同樣的，當溫度進入?yún)^(qū)段時，控制機制應隨即關閉燈源，同時在系統(tǒng)關閉后60秒或180秒后再次進行溫度確認，待LED固態(tài)光源模塊溫度達正常值，再重新驅(qū)動LED光源，繼續(xù)提供照明。

總之：

　　大眾一直關注燈具的使用壽命。若僅僅依靠使用低熱阻的 LED 元件是不能為燈具裝置構(gòu)建良好的散熱系統(tǒng)，而必須有效地減小從 PN 節(jié)點到周圍環(huán)境的熱阻，才能大大降低 LED 的 PN 節(jié)點溫度，而成功實踐延長 LED 燈具的使用壽命并提高實際光通量的目標。另外；有別于一般傳統(tǒng)燈具，印刷電路板既是 LED 的供電載體，也是 LED 的散熱載體，所以散熱片和印刷電路板的散熱設計十分重要。除此之外，燈具制造商還須考慮散熱材料的質(zhì)量、厚度和尺寸以及散熱界面的處理和連接等因素。