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LED(LightingEmittingDiode)1、LED发光原理示意图2、瓶颈2.1技术瓶颈2.1.1散热散热是LED路灯要重点解决的问题,LED是冷光源,不像白炽灯那样产生灼热的高温。但是,LED本身耐温能力比较差,所以,必须将芯片工作时产生的热量有效的散发到空气中去,保证芯片工作在安全的温度环境下,这样LED灯才能真正体现长寿命的优势。LED的芯片和涂覆的荧光粉都是在几百度的高温条件下生产出来,本身有一定的耐温能力,但是LED的外壳和芯片一定之间存在热阻,这个热阻使LED在使用时外壳和芯片之间出现温差,芯片的温度会高于外壳温度。由于芯片和封装技术的进步,大功率芯片内部的热阻越来越低,目前1W的芯片的热阻普遍在15°/W以下,也就是说,给1W的芯片加1W的电功率,芯片比基座的温度只高15°,按照目前芯片材料的耐温水平,芯片温度不会超过125°就能长时间安全的工作,这样推算,基板温度110°时可以安全使用。但是,由于封装材料的限制,实际使用中基板的温度最好不超过65°,这样芯度的温度只有80°,发光体的封装材料也不会快速老化,长期稳定工作没有问题,因此,没有必要将半导体工作时的温度降得很低,但必须减少芯片和灯体外壳之间的热阻,这样就可以以较小的体积和比较低的成本生产稳定工作的半导体为灯具。有研究数据表明,假如LED芯片结温为25度时的发光为100%,那么结温上升至60度时,其发光量就只有90%;结温为100度时就下降到80%;140度就只有70%。可见改善散热,控制结温是十分重要的事。除此以外LED的发热还会使得其光谱移动;色温升高;正向电流增大(恒压供电时);反向电流也增大;热应力增高;荧光粉环氧树脂老化加速等等种种问题,所以说,LED的散热是LED灯具的设计中最为重要的一个问题。LED芯片结温是怎么产生的LED发热的原因是因为所加入的电能并没有全部转化为光能,而是一部分转化成为热能。LED的光效目前只有100lm/W,其电光转换效率大约只有20~30%左右。也就是说大约70%的电能都变成了热能。具体来说,LED结温的产生是由于两个因素所引起的。1.内部量子效率不高,也就是在电子和空穴复合时,并不能100%都产生光子,通常称为由“电流泄漏”而使PN区载流子的复合率降低。泄漏电流乘以电压就是这部分的功率,也就是转化为热能,但这部分不占主要成分,因为现在内部光子效率已经接近90%。2.内部产生的光子无法全部射出到芯片外部而最后转化为热量,这部分是主要的,因为目前这种称为外部量子效率只有30%左右,大部分都转化为热量了。虽然白炽灯的光效很低,只有15lm/W左右,但是它几乎将所有的电能都转化为光能而辐射出去,因为大部分的辐射能是红外线,所以光效很低,但是却免除了散热的问题。LED的散热现在越来越为人们所重视,这是因为LED的光衰或其寿命是直接和其结温有关,散热不好结温就高,寿命就短。蓝光LED的问世,利用荧光体与蓝光LED的组合,就可轻易获得白光LED,这是行业中最成熟的一种白光封装方式。目前白光LED已成为照明光源,一般家用照明已成为现实。但在使用过程中较多白光产品衰减大,不能适合照明市场,雷曼光电针对照明高端市场的需求,加大对白光的研发,通过改变封装工艺及物料搭配开发出低衰减白光产品,为LED照明行业略尽微薄之力。下面是我司在封装过程中总结出来的五点经验,与诸位行业同仁交流,以期对白光LED封装技术的提升添砖加瓦。要有效的散热,减小灯的体积和生产成本,灯体必须在合理的散热结构。问题是怎样合理的将芯片产生的热量有效传导到外壳上,怎样有效的增大外壳和空气的接触面,并且有利于空气在外壳表面上的流动,就是灯体热结构设计要解决的问题。LED灯结构灯具散热结构的设计思路:1、灯具组成部分:上壳(主散热部体),下壳,反射器,电源,LED发光体。2、散热材料的选择:为了做好LED路灯。现对散热材料进行选择,目前散热器所采用为金属铝铜,这主要出于三方面的考虑:①导热性能好:相对其它固体材料,铝铜具有更好的热传导能力;②易于加工:延展性好,高温相对稳定,可采用各种加工工艺;③易获取:虽然铝铜也属不可再生资源,但供货量大,不需特殊加工,价格相对低廉,回收价值高;依此确定散热体所用材料类型、种类的确定同样需以此为标准,下表为散热片常用材料,与常见金属材料的热传导系数;金317W/mkAA6061型铝合金155W/mk银429W/mkAA6063型铝合金201W/mk铜401W/mkADC12型铝合金96W/mk铝237W/mkAA1070型铝合金226W/mk铁48W/mkAA1050型铝合金20