高亮度LED照明系統的熱管理問(wèn)題

　　對于高亮度LED，材料界面熱阻是芯片到冷卻系統的瓶頸。由于傳統的熱界面材料的導熱系數相對較低，現在出現了新型的高熱導的基于碳納米管的熱界面材料。據了解，和其他的熱界面材料相比，碳納米管熱界面材料可以更好的降低界面熱阻。優(yōu)化后的碳納米管陣列熱阻低至7mm2·K/W。此外，據驗證了碳納米管熱界面材料可以大大提高高亮度LED的光輸出功率。

　　除了熱界面外，主動(dòng)散熱系統已越來(lái)越受企業(yè)的歡迎。圖3給出了SynJet主動(dòng)散熱模塊，它可以產(chǎn)生脈動(dòng)空氣，從而可以把LED燈內部的熱直接帶到外面。據了解，SynJet技術(shù)可以幫助設計師解決一些產(chǎn)品的散熱問(wèn)題，如電腦產(chǎn)品，特別是高可靠性的LED產(chǎn)品。該技術(shù)有高散熱效率、低噪音、高可靠性和低功耗等優(yōu)點(diǎn)。

　　另一種主動(dòng)冷卻系統是利用壓電驅動(dòng)而產(chǎn)生脈動(dòng)空氣，如圖4所示。該結構簡(jiǎn)單，由一個(gè)PZT膜片和流動(dòng)通道構成。該流動(dòng)通道中設計者重點(diǎn)論述了出口和進(jìn)口通道的設計。這種結構允許每一個(gè)振動(dòng)周期中的流體在管道中的阻力和動(dòng)力差別。

　　圖5顯示了一種固態(tài)風(fēng)扇，這是Dan Schlitz和Vishal Singhal經(jīng)過(guò)六年的不斷積累所發(fā)明的成果。他們曾經(jīng)是美國普渡大學(xué)研究人員，現在就職于Thorrn微技術(shù)公司。該研究表明它具有超薄風(fēng)扇的功能但沒(méi)有任何運動(dòng)部件。其原理是在空氣中微電極靠的很近的時(shí)候，空氣被電離，由于這些離子的運動(dòng)而產(chǎn)生動(dòng)能，從而推動(dòng)空氣產(chǎn)生吹風(fēng)效果。他們還提到，希望將來(lái)該技術(shù)在成本上可以接近傳統的冷卻系統。

　　可以看到新的主動(dòng)冷卻系統正在越來(lái)越引起LED研究者的關(guān)注，主要因為自然冷卻對于LED照明系統中已經(jīng)遠遠不夠，并且產(chǎn)生許多相關(guān)的LED失效問(wèn)題。

　　對于可靠性要求較高的LED照明系統，有必要發(fā)展快速的、可靠的以及低成本的LED可靠性檢測方法。另一方面，應不斷發(fā)展新的科技提高LED照明系統的質(zhì)量，包括工藝、材料以及仿真方法。

　　不斷發(fā)展可靠性測試方法，可以更好的模仿燈具的應用條件或用戶(hù)要求，這樣可以更有效地研究各種破壞機理。