全方位了解LED照明之LED散熱問(wèn)題

　　想做好一個(gè)LED照明產(chǎn)品最關(guān)鍵的幾個(gè)部分不能不知，就是散熱、驅(qū)動(dòng)電源、光源，在此同時(shí)，散熱顯得尤為重要，散熱效果直接影響到照明產(chǎn)品的壽命質(zhì)量，而驅(qū)動(dòng)電源本身的壽命及輸出電流、電壓的穩(wěn)定性對(duì)產(chǎn)品的整體壽命質(zhì)量也有很大影響，光源是整個(gè)產(chǎn)品的核心部分。下面先對(duì)散熱進(jìn)行解析說(shuō)明。

　　LED照明燈具散熱的問(wèn)題解答

　　對(duì)目前常見(jiàn)的白熾燈泡或是熒光燈來(lái)說(shuō)，即便產(chǎn)品本身運(yùn)行可能產(chǎn)生熱能，但組件的高熱仍可以被有效隔離，使光源與電源接座不會(huì)因熱而產(chǎn)生意外的問(wèn)題。但固態(tài)照明就不同，一來(lái)LED組件集中單點(diǎn)的運(yùn)行高溫，必須采取更多積極手段進(jìn)行散熱處理，同時(shí)搭配主動(dòng)有效的熱處理機(jī)制，才能避免燈具發(fā)生問(wèn)題。LED固態(tài)光源熱處理問(wèn)題較傳統(tǒng)燈具復(fù)雜得多。

　　傳統(tǒng)光源或燈具多有運(yùn)行過(guò)程產(chǎn)生高熱的問(wèn)題，例如鹵素?zé)襞莼虬谉霟襞?，若是白熾燈形式，即在特殊處理的燈球?nèi)加熱鎢絲產(chǎn)生光亮。

　　實(shí)際上，高溫產(chǎn)生在燈絲上而非燈座，即便燈座會(huì)因燈球玻璃或是金屬受鎢絲發(fā)光的輻射熱、熱傳導(dǎo)間接產(chǎn)生高溫，但產(chǎn)生的溫度都在可接受的安全范圍，再加上非直接接觸傳導(dǎo)，安全性也相對(duì)較高。

　　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(yīng)用安全問(wèn)題。多數(shù)人會(huì)認(rèn)為L(zhǎng)ED具高能源轉(zhuǎn)換效率、低驅(qū)動(dòng)能源優(yōu)勢(shì)，自然使用安全性較高，但實(shí)際上LED固態(tài)光源為了達(dá)到日常照明的應(yīng)用目的，必須透過(guò)加大單組組件的功率去強(qiáng)化單元件的輸出流明，例如燈具廠會(huì)采取多LED組件整合形式加強(qiáng)輸出效果，且多組件同時(shí)運(yùn)行也能改善LED固態(tài)光源光型偏向點(diǎn)光源的問(wèn)題，讓LED固態(tài)光源技術(shù)的燈具可產(chǎn)生如燈泡般的面光源效果。

　　如果要強(qiáng)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(huì)讓單點(diǎn)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(huì)使LED燈具的高溫問(wèn)題加劇，讓散熱問(wèn)題更難處理。

　　綜觀目前LED燈具市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，多數(shù)LED光源的廠商大多會(huì)先以市場(chǎng)為主導(dǎo)，因?yàn)楦邌蝺r(jià)、高利潤(rùn)，也可以借由技術(shù)差異迅速打入發(fā)展技術(shù)較前衛(wèi)的LED光源市場(chǎng)，例如，針對(duì)室內(nèi)裝潢、情境燈具應(yīng)用的嵌燈、壁燈、吸頂燈就成為L(zhǎng)ED光源燈具較常見(jiàn)的設(shè)計(jì)形式，其替換傳統(tǒng)燈具后的省電效益亦最受相關(guān)業(yè)者關(guān)注。

　　LED光源燈具必須重點(diǎn)處理的熱管理設(shè)計(jì)，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(yán)苛的挑戰(zhàn)，燈具開(kāi)發(fā)商必須從材料、產(chǎn)品構(gòu)型、主/被動(dòng)散熱機(jī)制、驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)等方面投入更多資源，以避免產(chǎn)品的問(wèn)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(shè)計(jì)難度較高。嵌入式燈具外殼采鋁擠型或散熱片設(shè)計(jì)，可發(fā)揮自體散熱作用。但這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

　　LED熱管理：NTC持續(xù)運(yùn)行溫度維持LED燈使用安全

　　若LED燈具沒(méi)有搭配足夠的熱管理設(shè)計(jì)，在使用過(guò)程中可能會(huì)導(dǎo)致燈具因?yàn)榻?jīng)常性高熱運(yùn)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(yán)重者甚至可能釀成意外，因運(yùn)行高溫造成線或是周邊裝潢著火燃燒！

　　在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段，可運(yùn)用智能型LED燈光控制技術(shù)，透過(guò)主動(dòng)式的監(jiān)看LED燈具與整體光源模塊的溫度表現(xiàn)，簡(jiǎn)化裝置的熱管理工作，同時(shí)當(dāng)燈具與周遭溫度上升至區(qū)段時(shí)，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(jiǎn)單的設(shè)計(jì)形式，若燈具本身所使用的驅(qū)動(dòng)器功能較聚焦于電源轉(zhuǎn)換與LED組件驅(qū)動(dòng)，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(fù)溫度系數(shù)ThermistorSensors電，是成本效益相對(duì)較高的安全設(shè)計(jì)方案。

　　所謂NTC電，其設(shè)置目的是藉由透過(guò)電子回去監(jiān)看LED的模塊燈具溫度，透過(guò)默認(rèn)溫度警示或是對(duì)應(yīng)自動(dòng)處理驅(qū)動(dòng)狀況，采關(guān)閉LED固態(tài)光源模塊方式，來(lái)提升LED燈具的使用安全，同時(shí)NTC電也能降低設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。

　　由于NTC電的溫度系數(shù)非常大，因此可以偵測(cè)得知微小的溫度變化表現(xiàn)，被廣泛應(yīng)用于需量測(cè)、控制與補(bǔ)償溫度的相關(guān)電設(shè)計(jì)中，而NTC電在LED光源模塊設(shè)計(jì)中，基本上為量測(cè)LED固態(tài)光源燈具的產(chǎn)品周邊溫度變化，至于量測(cè)狀況會(huì)隨著NTC改變的電壓現(xiàn)況，直接測(cè)得電壓和NTC電的溫度對(duì)應(yīng)關(guān)系。

　　當(dāng)NTC和周邊電或整個(gè)模塊溫度提升時(shí)，NTC電的電阻隨即降低，產(chǎn)品可依此相依關(guān)系進(jìn)行相關(guān)安全控制機(jī)制反饋，例如減少LED發(fā)光組件的驅(qū)動(dòng)電流或是直接強(qiáng)制關(guān)閉燈具照明，在燈具溫度問(wèn)題改善后自動(dòng)回復(fù)照明狀態(tài)，藉此獲得燈具使用的安全性。