燈具外殼散熱技術

簡介

隨著半導體產業的發展，做為21世紀最具發展前景的新型綠色光源，LED照明逐漸滲透到各行各業中。LED照明與傳統照明技術有著較大的差別，目前LED光效不到30%，燈具外殼散熱技術成為LED照明的關鍵技術之一。

原理

針對商用LED照明燈具的散熱器材料、有效散熱面積、金屬基板、封裝填充材料、對流條件、輻射等因素進行說明，著重分析了散熱器材料、金屬基板及輻射，通過定量比較，旨在說明LED照明燈具系統設計時應注意的問題，幫助工程師設計出更好的產品。

隨著氮化鎵基第三代半導體的興起，藍色和白色發光二極體(LED)的研究成功，半導體照明帶來了人類照明史上的又一次飛躍。與白熾燈和螢光燈相比，LED以其體積小、全固態、長壽命、環保、省電等一系列優點，成為新一代環保型照明光源的主要發展方向之一，也是21世紀最具發展前景的高技術領域之一。各國政府高度重視，紛紛出台國家計畫，投入巨資加以發展。

起源

LED從誕生開始，一直伴隨著熱量管理的問題。它的發光機理是靠PN結中的電子在能帶間的躍遷產生光能，當它在外加電場作用下，電子與空穴的輻射複合發生電致作用將一部分能量轉化為光能，而無輻射複合產生的晶格震盪將其餘的能量轉化為熱能。由於光譜中不含紅外成分，產生的熱量不能靠輻射散發，只能通過散熱器傳導到空氣中。

前景

照明燈具多採用大功率LED。目前，商用大功率LED的光效僅15%~30%，其餘大多數能量轉化為熱能。如果熱能不能有效的排出，將會導致很嚴重的後果。高溫會降低LED的光通量及其發光效率、引起光波紅移、偏色，同時還會引起器件老化等不良現象，最重要的是會使LED壽命呈指數性縮減，資料顯示，溫度每升高10℃，壽命約減少一半[3]。因此，LED熱管理十分重要。

方式

熱傳遞的三種基本方式為：傳導、對流和輻射，熱管理也從這三方面入手，分為瞬態分析和穩態分析。散熱器的主要傳遞途徑為傳導和對流散熱，自然對流下的輻射散熱也是不容忽視的。