清风剑客 大功率 LED 的散热设计 近年来，大功率LED 发展较快，在结构和性能上都有较大的改进，产量上升、价格下降；还开发出单颗功率为 100W 的超大功率白光LED。与前几年相比较，在发光效率上有长足的进步。例如，Edison 公司前几年的 20W 白光 LED，其光通量为700lm，发光效率为35lm/W。2007 年开发的 100W 白光 LED，其光通量为 6000lm，发光效率为60lm/W。又例如，Lumiled公司最近开发的K2 白光 LED，与其Ⅰ、Ⅲ系列同类产品比较如表1 所示。从表中可以看出：K2 白光 LED 在光通量、最大结温、热阻及外廓尺寸上都有较大的改进。Cree 公司新推出的XLamp XR～E 冷白光 LED，其最高亮度挡QS 在 350mA 时光通量可达107～114lm。这些性能良好的大功率LED 给开发 LED 白光照明灯具创造了条件。 前几年，各种白光 LED 照明灯具主要是采用小功率 Φ5 白光 LED 来做的。如 1～5W 的灯泡、15～20W 的管灯及 40～60W 的路灯、投射灯等。这些灯具使用了几十到几百个 Φ5 白光 LED，生产工艺复杂、可靠性差、故障率高、外壳尺寸大，并且亮度不足。为改进上述缺点，这几年逐步采用大功率白光LED 来替代 Φ5白光 LED 来设计新型灯具。例如，用 18 个 2W 的白光 LED 做成的街灯，若采用 Φ5 白光 LED 则要几百个。另外，用一个 1.25W 的 K2 系列白光 LED，可做成光通量为 65lm 的强光手电筒，照射距离可达几十米。若采用 Φ5 白光 LED 来做则是不可能的。 图 1 结温 TJ 与相对出光率关系图 用大功率 LED 做的灯具其价格比白炽灯、日光灯、节能灯要高得多，但它的节能效果及寿命比其他灯具也清风剑客 高的多。如果在路灯系统及候机大厅、大型百货商场或超市、高级宾馆大堂等用电大户的公共场所全部采用 LED 灯具，其一次性投资较高，但长期的节电效果及经济性都是值得期待的。 目前主要采用 1～3W 大功率白光 LED 作照明灯，因为其发光效率高、价格低、应用灵活。 大功率 LED 的散热问题 LED 是个光电器件，其工作过程中只有 15%～25%的电能转换成光能，其余的电能几乎都转换成热能，使LED 的温度升高。在大功率LED 中，散热是个大问题。例如，1 个 10W 白光 LED 若其光电转换效率为 20%，则有 8W 的电能转换成热能，若不加散热措施，则大功率 LED 的器芯温度会急速上升，当其结温（TJ）上升超过最大允许温度时（一般是 150℃），大功率 LED 会...
