什么是大功率LED?如何解決大功率LED的散熱問題?

一直以來，大功率LED都是大家的關(guān)注焦點(diǎn)之一。因此針對大家的興趣點(diǎn)所在，小編將為大家?guī)?a href="/tags/大功率LED" target="_blank">大功率LED的相關(guān)介紹，詳細(xì)內(nèi)容請看下文。

一、大功率LED

大功率LED是指擁有大額定工作功率的發(fā)光二極管。普通LED功率一般為0.05W、工作電流為20mA，而大功率LED可以達(dá)到1W、2W、甚至數(shù)十瓦，工作電流可以是幾十毫安到幾百毫安不等。由于大功率LED在光通量、轉(zhuǎn)換效率和成本等方面的制約，因此決定了大功率白光LED短期內(nèi)的應(yīng)用主要是一些特殊領(lǐng)域的照明，中長期目標(biāo)才是通用照明。

大功率和標(biāo)準(zhǔn)功率LED產(chǎn)品的對比

1、簡化設(shè)計(jì)過程

由于需要考慮極大簡化熱管理，因此相對于大功率技術(shù)所需的設(shè)計(jì)過程，標(biāo)準(zhǔn)LED陣列所需的設(shè)計(jì)過程要簡單得多。在我們的理論例子中，驅(qū)動(dòng)1W LED需要350mA電流，而六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)LED陣列僅需120mA電流。大功率技術(shù)需要使用散熱片和金屬芯PCB板，以確保避免結(jié)點(diǎn)溫度過高而造成的效率損失、使用壽命降低或者褪色。

因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)的LED不需要使用散熱片、金屬芯印刷電路板(MCPCB)、電容器或電阻器，所以這些LED更易于設(shè)計(jì)、測試和制造。這種簡化的過程不僅為生產(chǎn)過程節(jié)約了時(shí)間和金錢，而且還可以加快產(chǎn)品的上市時(shí)間。

2、節(jié)省空間

當(dāng)設(shè)備的內(nèi)部空間限制非常大時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)LED通常是最佳的選擇。如上所述，大功率LED需要額外使用散熱片以及總體來說較占空間的冷卻技術(shù)。其首要任務(wù)是創(chuàng)造更多的表面積，以通過對流和輻射冷卻。表面積較大可以更有效地幫助減少熱量，但是同時(shí)也增加了大功率LED的體積。這對于較小空間和較小產(chǎn)品而言，增加了設(shè)計(jì)障礙。

標(biāo)準(zhǔn)LED陣列通常不需要占用空間的驅(qū)動(dòng)器、電容器和電阻器(這些均為大功率LED所需)，從而節(jié)省了高達(dá)50%的空間。針對有限空間的應(yīng)用，標(biāo)準(zhǔn)LED陣列可以提供與大功率LED相等的亮度，而同時(shí)又能極大地節(jié)省空間。

二、大功率LED散熱解決方案

1、通過風(fēng)冷散熱技術(shù)解決大功率LED散熱

空冷散熱一般主要采用的是空氣對流散熱的技術(shù)，它主要分為自然對流散熱和強(qiáng)迫對流散熱技術(shù)兩種方式，空冷散熱技術(shù)主要利用空氣流動(dòng)來散熱，本實(shí)用新型以空氣為冷卻劑增加LED器件四周空氣流動(dòng)，則可實(shí)現(xiàn)功率型LED設(shè)備散熱，且風(fēng)冷散熱技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單，并且該LED器件還具有結(jié)構(gòu)相對簡單、便于封裝處理、構(gòu)造簡單、裝置成本相對低廉、其工作非常可靠、并且風(fēng)冷散熱技術(shù)相對成熟等特點(diǎn)，但其散熱效率較低，通常只適用于小功率LED散熱系統(tǒng)。在自然對流散熱技術(shù)的運(yùn)用中，采用散熱器可以增加LED器件的散熱面積，改善LED器件的散熱性能，也能夠 降低LED基板器件的相關(guān)系數(shù)，而影響LED散熱性能的因素有多種 情況，例如散熱器基板的導(dǎo)熱系數(shù)、器件的對流換熱系數(shù)等。散熱器的散熱面積直接影響著LED的散熱情況，而散熱器的形狀對LED 的散熱效率影響十分巨大。隨著LED芯片功率越來越大，對芯片散熱要求越來越高，而利用自然對流無法達(dá)到散熱要求，必須利用小風(fēng)扇提高LED器件散熱區(qū)域內(nèi)空氣對流速率，然后提高散熱器散熱系數(shù)，具體設(shè)計(jì)時(shí)，為抑制風(fēng)扇發(fā)出的噪聲，需把風(fēng)扇設(shè)計(jì)得相對較小，甚至融入到LED系統(tǒng)，讓其技能實(shí)現(xiàn)散熱，還能降低風(fēng)扇噪音。

2、通過水冷散熱技術(shù)解決大功率LED散熱

LED水冷散熱系統(tǒng)是大功率LED設(shè)備中常用的散熱技術(shù)之一， 它的散熱介質(zhì)主要是以去離子水為主，充分利用水的循環(huán)流動(dòng)進(jìn)行散熱。水冷散熱技術(shù)系統(tǒng)主要由水泵、基板、導(dǎo)水管等部件構(gòu)成， 它采用水在導(dǎo)水管中的流動(dòng)，達(dá)到對LED器件進(jìn)行散熱的目的。本實(shí)用新型通過散熱管也增大了LED散熱面積,LED芯片工作過程中的熱量被轉(zhuǎn)移到基板上，水泵的主要作用就是對散熱器進(jìn)行水循環(huán)供電，本實(shí)用新型確保離子水可以循環(huán)流動(dòng)，并由LED芯片把產(chǎn)生的熱轉(zhuǎn)移到LED基板器件上，進(jìn)而由基板把熱點(diǎn)轉(zhuǎn)移到水中，最后由導(dǎo)水管利用水流把熱帶走，從而實(shí)現(xiàn)特定散熱。采用水冷散熱系統(tǒng)可以快速的降低LED芯片帶來 的熱量，與風(fēng)冷散熱相比，雖然水泵在運(yùn)行的過程中還會(huì)產(chǎn)生一定的噪聲，但水冷散熱能夠快速的散熱，具有安靜、對環(huán)境依賴比較小等優(yōu)點(diǎn)，在一些中小型的LED設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。

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