LED 灯具散热技术分析 随着半导体产业的发展，做为 21 世纪最具发展前景的新型绿色光源，LED 照明逐渐渗透到各行各业中。LED 照明与传统照明技术有着较大的差别，目前 LED 光效不到 30%，热管理技术成为 LED 照明的关键技术之一。本文利用计算机仿真软件 FloEFD，针对商用 LED照明灯具的散热器材料、有效散热面积、金属基板、封装填充材料、对流条件、辐射等因素进行说明，着重分析了散热器材料、金属基板及辐射，通过定量比较，旨在说明 LED 照明灯具系统设计时应注意的问题，帮助工程师设计出更好的产品。 一 、引言 随着氮化镓基第三代半导体的兴起，蓝色和白色发光二极管(LED)的研究成功，半导体照明带来了人类照明史上的又一次飞跃。与白炽灯和荧光灯相比，LED 以其体积小、全固态、长寿命、环保、省电等一系列优点，成为新一代环保型照明光源的主要发展方向之一，也是 21 世纪最具发展前景的高技术领域之一。各国政府高度重视，纷纷出台国家计划，投入巨资加以发展。 LED 从诞生开始，一直伴随着热量管理的问题。它的发光机理是靠 PN 结中的电子在能带间的跃迁产生光能，当它在外加电场作用下，电子与空穴的辐射复合发生电致作用将一部分能量转化为光能，而无辐射复合产生的晶格震荡将其余的能量转化为热能。由于光谱中不含红外成分，产生的热量不能靠辐射散发，只能通过散热器传导到空气中。 照明灯具多采用大功率 LED。目前，商用大功率 LED 的光效仅 15%~30%，其余大多数能量转化为热能。如果热能不能有效的排出，将会导致很严重的后果。高温会降低 LED的光通量及其发光效率、引起光波红移、偏色，同时还会引起器件老化等不良现象，最重要的是会使 LED 寿命呈指数性缩减，资料显示，温度每升高 10℃，寿命约减少一半。因此，LED 热管理十分重要。 热传递的三种基本方式为：传导、对流和辐射，热管理也从这三方面入手，分为瞬态分析和稳态分析。散热器的主要传递途径为传导和对流散热，自然对流下的辐射散热也是不容忽视的。 对于连续介质，设某一时刻，物体内所有各点在直角坐标系中的温度场为，导热的微分方程可表达如下： 式中为密度，单位 kg/m³;为比热容，单位 J/(kg.K);为热导率(也称导热系数)，单位为 W/(m.K);为内热源强度，单位 W/m³。 对于连续介质，二维对流换热的能量微分方程如下： 式中为比定压热容，对于固体和不可压缩流体，; 分别为 x,y 方向的速度。 自然界中的一切...
