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LED灯散热解决方案
2017-06-30
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       LEDLight Emitting Diode)即发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED 的心脏是一个半导体的晶片,当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子和空穴就会被推向量子阱,在量子阱内电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量。能完成数十种不同的工作,并且在各种设备中都能找到它们的身影。例如它们可以组成电子钟表 表盘上的数字,从遥控器传输信息,为手表表盘照明并在设备开启时向您发出提示。 如果将它们集结在一起,可以组成超大电视屏幕上的图像,或是用于点亮交通信号灯。 LED作为新一代照明受到了广泛的关注。仅仅依靠LED封装 并不能制作出好的照明灯具。 

       近年来,随着电子产品的高密度、高集成度,热解决方案的重要性越来越高,LED照明也不例外,也需要热解决方案。 虽然白炽灯和荧光灯的能量损失大,但是大部分能量都是通过红外线直接放射出去。而LED,除了作为可视光消耗的能量,其它能量都转换成了热。另外,由于LED封装面积小,通过对流和辐射的散热少,从而积累了大量的热。

       接下来来考虑怎么制定热解决方案。热解决方案简单的说就是解决因为热产生的各种问题。主要有:

       1. 因为热膨胀导致弯曲和龟裂  

       2. 电子电路的运行障碍  

       3. 材料品质恶化  

       除此之外,也会担心如果发热会不会损坏设备?为了避免这些问题,要尽量控制电子设备的温度,也就是说有效散热很重要,重点是考虑机器的使用环境和安装方法制定*佳的热解决方案。    

1.因为热膨胀导致弯曲和龟裂  

       电子设备由多个零件构成,每个零件的材质都不一样,热胀冷缩的尺度也不一样。因此,当各种材质组合在一起的时候就有可能使材质发生弯曲、膨胀,产品在连接处因为应力过多就会产生龟裂。  

       2.电子电路的运行障碍  

       一般来说,作为热源的半导体元件 ,有这样一个特性:即当电子设备中的半导体元件温度上升,电的阻抗就会变小。这样就容易陷入“温度上升-阻抗下降-电流增加-热增加-温度上升”的恶性循环,进而容易发生烧断的现象。

3.材料品质的恶化  

  一般说来,电子设备中使用的材料容易氧化,温度越高氧化越快,如果让这些材料反复经过高温氧化,就会缩短其寿命。同时,反复加热,材料多次膨胀,多次冷缩,会降低材料的强度,从而破坏了材料。    

要避免电子设备的发热有多种方法。比如加散热器,在热源周围安置能提供冷气的风扇。前者是通过增加散热面积,来增加散热的通道,后者是使热不在热源周围。  

LED封装时不能直接连接散热器,也没有安装风扇的位置。而且内部电源,电路板也会产生热量,因此LED灯的散热问题可以说是一个非常棘手的问题。这样,如何有效使用LED安装材质和散热器就变得很重要。 

       那么如何有效利用LED安装材质和散热器呢?首先必须把握产生热的传热路径。  

       LED元件产生的热通过封装的导线向电路板移动 ,然后再通过散热器放热。

电源是向电子设备提供功率的装置,也称电源供应器,它提供计算机中所有部件所需要的电能。  

电路板产生的热也是如此,通过电路板周围的空气和填充材质,透过散热器向外部散热。  

       热解决方案中重要的是排除传热路径中阻碍传热的因素,比如可以考虑在传热路径中使用导热性能好的材质、扩大路径的断面面积(例如,粗的铜线比细的铜线更容易导热)、涂导热润滑剂使产品的连接部位不留空隙。  

       另外,即使通过这些提高了导热特性,但如果散热器不向外部散热,内部还是会产生很多热。因此也必须提高散热器表面的放热特性。典型的方法就是在表面多安装几个散热片,扩大散热面积。散热片是为了帮助积体电路消散运作时所产生的热,以提 高工作效能的散热装置,随着电子科技的发展及晶圆制程的提升,电子元件的效能相对提高,而单位体积所发出的热量亦越来越多,为了维持其正常的工作状态,热交换的动作也就相当的重要。各种不同的冷却技术如水冷、 冷冻循环以及浸入式沸腾冷却等都可能用来解决散热问题。 尽管如此, 散热片仍是*经济、 *可靠的散热方式。 散热器可以起到一个散热的作用,但是如果散热特性不好,整个灯的温度就会上升,因此必须注意散热器的形状(安装散热片的大小、形状、个数等)