靈活選擇LED燈泡散熱處理 切合實(shí)際應用需求

　　一般來(lái)說(shuō)，LED燈泡中的二極管在發(fā)光時(shí)所產(chǎn)生的廢熱，會(huì )通過(guò)Slug、Board…等多個(gè)零組件的引導之后，再排放到周?chē)拇髿猸h(huán)境中，熱量傳送在二極管與Slug、Slug與Board之間，主要靠的是熱傳導型式，至于由Board傳送到大氣環(huán)境中，則是有熱傳導、熱對流及熱幅射3種。LED照明業(yè)者在規劃產(chǎn)品的散熱設計時(shí)，可先對此傳導過(guò)程進(jìn)行散熱分析，借以計算出每一段環(huán)節中的熱阻值大小，然后再針對表現較差的部分加以改善。這樣解決散熱問(wèn)題的做法會(huì )比較能看出成效。

　　分析熱傳導形式 解決LED散熱問(wèn)題

　　以熱傳導效率的改善為例，我們可以透過(guò)設法增加Slug/Board的幾何尺寸面積，亦或是直接選用高導熱材料來(lái)制作散熱元件的方式來(lái)進(jìn)行，以降低該部分的熱阻值。而對于二極管與Slug、Slug與Board之間因面積大小差異、溫度分布不均而所衍生出的擴散熱阻問(wèn)題，簡(jiǎn)國祥則建議可由減少面積比、增加元件底板厚度、提高材料本身的熱傳導系數，以及強化熱對流效果…等層面來(lái)下手。增加底板厚度是較為常見(jiàn)的做法。當其厚度增加時(shí)，因面積比所造成的差異效應便可縮小，熱往垂直方向與向兩旁水平擴散的速度會(huì )更趨于一致，從而使得其擴散熱阻問(wèn)題的影響變小。

　　如果受限于空間的考量，底板厚度無(wú)法再增加時(shí)，業(yè)者或許也可透過(guò)增加熱導管…等方式，強化底板橫向的熱傳導系數，以縮短垂直與水平方向熱傳導的差異。這表示底板厚度薄時(shí)，增加其橫向熱傳導系數的效益也就越高。雖然厚度增加會(huì )減少擴散熱阻，但相對也會(huì )使一維熱阻值增加。業(yè)者必須要透過(guò)實(shí)驗與計算的方式，設法在此兩者之間取得平衡，以找出底部最佳的厚度。但一般來(lái)說(shuō)，當二極管與Slug、Slug與Board之間的面積差異越大時(shí)，最佳厚度也會(huì )有跟著(zhù)增加的趨勢。

　　另外對于散熱鰭片的設計，由于其熱量會(huì )由底部傳至尾端的方式進(jìn)行散熱，因此其熱傳導系數、熱對流系數與厚度值，都會(huì )影響散熱鰭片的最適尺寸。在一般的情況下，當散熱鰭片厚度、熱傳導系數越高時(shí)，鰭片散熱效率就越好；而相對而言，當熱對流系數越高時(shí)，鰭片散熱效率會(huì )越差。這也就是說(shuō)，如果熱對流效果很好時(shí)，散熱鰭片所需要的尺寸便越小。因此一般采自然對流的散熱鰭片通常會(huì )比較高大，而鰭片與鰭片之間所應保持的距離也會(huì )越寬。

　　LED燈泡散熱處理 需切合實(shí)際應用需求

　　除了上述的熱傳導及熱對流外，熱幅射也是LED燈泡散熱的一項重要機制。熱幅射的效果好壞與材料的表面狀況有關(guān)。以散熱鰭片為例子，在大小及間隔固定的條件下，其鋁材質(zhì)表面是否有拋光，還是已經(jīng)被氧化，對于其熱幅射效果就有很大的差異。另一方面，也由于熱幅射表面必須要有溫差，并且能直接看到彼此，才能進(jìn)行熱傳，因此對于某些款式的燈具，熱幅射的散熱效果，有時(shí)甚至比其它兩種更好。

　　不同的燈具設計及照明需求，所應采用的散熱技術(shù)也會(huì )有所差異。象是發(fā)光效率、半導體材質(zhì)、光源分布狀況、熱量傳輸的距離、外部所能接觸到的氣流環(huán)境…等變量，對于燈具散熱元件的設計即有很大的影響。舉例來(lái)說(shuō)，若LED燈泡的發(fā)光效率能夠提升至90%，讓電流轉換成的熱量減少，或是所采用的半導體元件材料在較高溫度下仍可正常運行，自然便能縮小散熱元件所需占用的面積?！岸械臒艟?如嵌燈)會(huì )處于相對密閉的空間，有些(如投射燈)則可直接曝露在大氣或冷房環(huán)境之下?！币虼司唧w的LED燈泡散熱處理設計方式，應該要視其需求與所處狀況而定。