2016-03-04 21:32

LED芯片高功率化方式及散热解决方案

对于LED发光芯片来说,运用相同的技术情况下,单个LED功率越大,光效越低,但可使灯具使用数量减少,有利于节省成本;单个LED功率越小,光效越高,但每个灯具内需要的LED数量增加,灯体尺寸增大,光学透镜的设计难度增大,对配光曲线会有不利影响。基于综合因素考虑下,通常使用的都是单个额定工作电流为 350mA,功率为1W的LED。
 
同时封装技术也是影响LED芯片光效的一个重要参数,LED光源的热阻参数直接反映了封装技术水平。散热技术越好,热阻越低,光衰越小,灯的亮度高且寿命长。
就目前的技术成果来说,LED光源的光通量要想达到几千甚至上万流明的要求,单个LED芯片是无法达成的。为满照明亮度的需求,开始采用多LED芯片的光源组合在一个灯具中来满足高亮度的照明。通过多芯片大型化,改善LED发光效率、采取高光效封装以及大电流化,可实现高亮度目标。
 
LED芯片的散热方式主要有两种,分别是热传导和热对流。LED灯具的散热结构包括基底散热片以及散热器。均热板能实现超高热流密度传热,能够解决大功率 LED的散热问题。均热板是一个内壁具有微结构的真空腔体,当热量由热源传到蒸发区是,腔体里面的工作介质在低真空度的环境中便会产生液相气化的现象,此时,介质吸收热量且体积迅速膨胀,气相的介质会很快充满整个腔体。当气相介质接触到一个比较冷的区域是便会产生凝结的现象,释放出在蒸发时积累的热量,凝结后的液相介质会由微结构再回到蒸发热源处。
 
LED芯片常用的高功率化方式是:芯片大型化、改善发光效率、采用高取光效率的封装、以及大电流化。此种做法虽然电流发光量会呈比例增加,但是发热量也会随之增加。而改用高热传导率陶瓷或金属树脂封装结构,可以解决散热问题和强化原有的电、光以及热特性。为提高LED灯具的功率,可以使LED芯片的工作电流加大,加大工作电流的直接方法是增加LED芯片的尺寸。但由于工作电流的增大,散热成了至关重要的问题,通过LED芯片的封装方式的改进可以解决散热问题。