简析LED芯片高功率化方式及散热方式

2016-01-12 00:04

　　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。