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浅析LED散热元件 铝基板对冷热光效的影响

2016-01-07 00:39
论恒
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  我们都知道LED是一种半导体发光器件,半导体是一种热敏器件,也就是说它对于温度是非常敏感的。或者说温度会直接影响它的性能和参数。作为一个电-光转换器件它最重要的指标就是输入多少瓦的电功率,输出多少光通量(流明),我们称之为光效(发光效率),这个指标代表了LED的最重要的质量指标。用户也就是根据他所需要的光通量(流明数)来选用瓦数最小的LED。

  然而虽然LED器件本身有一个光效,但是不等于用户就能够直接享用这个光效,因为把这个LED器件组装成为灯具就会损失一部分光效。我们先不考虑光罩的透光率(假定为100%,实际上通常在90%左右),而主要来考虑LED光源本身的光效。这种光效我们也分为冷光效和热光效两种。可能大多数人都不会注意这两种光效的区别,所以我们在这里要先来讨论冷光效和热光效问题。

  1.什么是冷光效什么是热光效

  简单地说冷光效就是在LED光源处于室温(25C)时所测得的光效,而热光效则是等LED光源热稳定以后所测得的光效。具体来说,我们通常采用积分球来测LED光源的光效,那么在接通电源以后立刻测所得的光效就是冷光效(假定那时候的室温就是25度),这个"立刻"大约在5秒以内。而热光效是至少要等半小时到3刻钟以后才能达到热平衡(或热稳定)。现在我们通常说的光效都是冷光效,或者说通常我们在外壳上或外包装上标明的光效指标大多数都是冷光效。

  对于绝大多数用户来说,他们关心的实际上主要是热光效。因为LED照明都是会使用超过半小时的,遗憾的是,用户只知道这个灯具的冷光效而不知道这个灯具的热光效,这在某种意义上说,这是一种无意的瞒骗消费者的行为。

  不管怎样,我建议,今后都应该以热光效作为光效指标,标明在包装盒上。

  2.冷光效和热光效有多大的区别

  下面我们就来看一下冷光效和热光效到底有多大的区别。我们为了深入了解各家知名品牌的LED的PAR灯的冷热光效的差别,特地到美国和日本去购买了几种知名品牌LED PAR灯来进行实际的测试,所得的结果如下表所示:

  浅析LED散热元件 铝基板对冷热光效的影响

  其中起始值是接通电源后立刻测量,终了值是指经过半小时等待以后的测试值。

  例如飞利浦公司的432195型球泡灯的输出流明,在半小时后,从1860lm降低至1680lm,降低至92%。具体流明下降过程如下图所示。

  浅析LED散热元件 铝基板对冷热光效的影响

  实际上半小时还没有完全到达稳定值,可能还需要三刻钟或一小时才能真正稳定。

  由上表可得出如下结论:

  1.所有各品牌LED灯具的光效起始值和终了值都是不同的。

  2.其差异最小为0.97,最大为0.86

  3.输入功率的差别实际上是和LED的热特性无关。

  4.光效的差别则主要是由于LED结温的升高所致。

  5.结温升高是无法避免的,因为LED本身效率只有40%左右,其他都转化为热量,所以加电以后热量逐渐增加,最后从室温升到热稳定值。但升高值的大小是和散热器的好坏有关的。散热器越好温升越低。所以,为了减小热光效和冷光效的差别,应该尽可能地采用好的散热器。

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