道路照明中大功率LED路燈散熱方案

　　創(chuàng )建節約型社會(huì )已成為人們的共識，但是目前道路照明中仍然大量使用的高壓鈉燈燈具的綜合效率并不高，只有70%左右，且顯色指數偏低，夜間照明感覺(jué)昏暗，不利于汽車(chē)駕駛人員和行人對目標和障礙物的分辨，對道路交通安全存在一定的影響。

　　目前，大功率白光LED在發(fā)光效率（>80lmPW）、使用壽命（>50000h）、光輸出特性、顯色性能（75～80）、色溫的選擇、可調控性以及綠色無(wú)污染等方面具有獨特的優(yōu)勢，能夠按照城市道路照明設計標準的要求，方便靈活地設計出合乎光輸出要求的、令人滿(mǎn)意的路燈，成為具有極強競爭力的新型優(yōu)質(zhì)光源。在決定LED路燈應用的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)中，散熱設計是非常重要的一環(huán)，也是制約其能否獲得廣泛使用的技術(shù)瓶頸之一。也就是說(shuō)，散熱設計的好壞將直接決定LED路燈的性能指標優(yōu)劣以及實(shí)際的推廣應用能否獲得成功。

大功率LED是構成LED路燈的基本發(fā)光源，目前的芯片電P光轉換效率很低，只有15%～20%,芯片的物理尺寸為1～6125mm2,面積很小，功率密度及發(fā)熱量很大，所消耗電能中的80%～85%將轉換為熱能而需要被散發(fā)掉，并且芯片的溫度超過(guò)一定值時(shí)，發(fā)光波長(cháng)變長(cháng)，顏色發(fā)生紅移，將導致芯片出光效率下降和使用壽命減少等諸多問(wèn)。因此要保證大功率LED能夠正常有效地使用，散熱是首先需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

　　大功率LED芯片工作時(shí)的結溫高低與光通量、壽命的關(guān)系極為密切。為了將高達80%～85%的熱量散發(fā)掉，LED在封裝時(shí)就采用了科學(xué)的熱流程設計和卓有成效的封裝工藝。通過(guò)應用高導熱的材料（內部熱沉）來(lái)保證由芯片產(chǎn)生的高熱能夠順利地導出，使得封裝成型后的LED具有良好的導熱和熱散出性能。

　　2.1.1　LED結溫與光通量、壽命的關(guān)系

　　基于大功率LED的工作特性，其結溫的高低與光通量的大小、使用壽命的長(cháng)短有直接的利害關(guān)系。

　　圖1給出了某國際品牌LED芯片的結溫與光通量（圖1（a））以及使用壽命（圖1（b））的關(guān)系。

　　由圖1可見(jiàn)，隨著(zhù)LED芯片的結溫升高，其輸出的光通量在有規律地下降，使用壽命也呈現出快速下降的趨勢。因此設法將芯片的溫度維持在允許的范圍內，是LED應用首先要解決的關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題。

　　2.1.2　LED封裝的一次散熱

　　LED封裝的一次散熱設計是由LED生產(chǎn)階段的工藝來(lái)確定的。圖2給出了LED封裝散熱設計的一般流程示意，主要是由芯片內部的熱設計和封裝的熱設計構成。這樣一來(lái)，通過(guò)科學(xué)合理的設計就能夠得到令人滿(mǎn)意的LED導熱和散熱效果。