怎樣做好LED燈具的散熱

       說到LED燈具的設計和使用，總是離不開散熱的話題。的確，散熱對于LED來說，實在是太重要了，因為它直接影響著（說決定也不為過）燈具的使用壽命。我們先看一下曲線圖。

       從這兩個圖中可以看出，LED的指標是隨溫度變化而大幅變化的。因此廠家平時所說的LED壽命和光效都是有前提條件的，這些條件里最重要的一條就是“25℃”的測試溫度。這也和汽車廠家給出的百公里油耗一樣，并非在任何情況下都能達標。這并不是廠家騙人，因為所有技術指標的測試都要有嚴格的外部條件。

       LED的散熱從根源上講是為芯片散熱。因此做好從芯片到燈具外殼之間各環節的熱傳導，是散熱工作的基礎。

一.從芯片到支架的熱傳導

       這是LED散熱的第一個環節。這一步是由LED燈珠的封裝廠來完成的。目前的做法基本上都是用膠來粘。對膠的要求主要有四點①熱阻要低②要耐高溫③要有足夠的粘接強度④溫度驟變時不開裂。有的芯片還要求膠具有導電性。

       現在用于粘芯片的膠有很多種，質量也是參差不齊。有的LED燈珠在短時間損壞，用膠不當或使用了劣質膠就是原因之一。

       對此，我們普通用戶難以在短時間內鑒別優劣，只能寄希望于正規廠家的信譽度。當然如果時間充許，可以用滿功率測光衰的辦法來檢測。

二.燈珠和鋁基板之間的焊接

       這是我們使用燈珠或設計燈具時應特別注意的。對于表貼（SMD）型燈珠，應該緊貼鋁基板。固定方式最好采用全焊接的方式。  

       對于只有兩個焊點且外型尺寸比較小的燈珠來說貼緊焊牢即可。不要用太多的錫，以防把LED燈珠浮起來造成熱傳導受阻，同時也容易形成短路。對于尺寸大一些、中間帶焊盤的燈珠。

       最好能把中間的焊盤一同焊牢，特別是對于”仿流明”燈珠，如有條件用回流焊，一定要做到這一點。但用手工操作就只能用導熱硅脂來散熱了，當然，散熱效果也要大打折扣。

三.鋁基板和散熱片之間

       因鋁基板很薄且深藏于燈具內部，所以單純依靠鋁基板散熱是不靠譜的，它的作用是承上啟下。所以鋁基板和散熱器之間的導熱問題，是燈具的設計和組裝中非常重要的一個環節。

       為保證鋁基板和散熱器緊密接觸，一般來說要采用在二者之間涂上很薄一層導熱硅脂、然后用螺絲多點密集固定的方式。對此，很多廠家沒有引起足夠的重視。

       我曾經解剖過很多燈具。比如有的路燈，180x250的鋁基板只用了4個固定螺絲；有的吸頂燈內，燈條只用了幾個塑料卡扣來固定，有的甚至還用了不干膠。以至于大部分鋁基板都處于懸空狀態，無法有效的將熱量傳導出去。這樣的燈具豈有不壞之理。

四.散熱片的選型

      解決了以上三個環節，散熱器和燈殼的選型也很重要。十幾年以前，LED燈具的散熱設計正處于“百花齊放”的階段。有笨重的鑄鋁、有電風扇、有的甚至還安裝了CPU用的熱管。

        但經過這些年的發展變遷，這些方法已基本上被逃迏掉了。下面就以路燈為例作一簡單介紹:

      （一）電風扇，因涉及機械旋轉，可靠性差。在室外使用，大量的灰塵和昆蟲尸體會阻塞扇葉、影響轉動，導致電機燒毀；室內使用，討厭的噪聲也會讓人無法忍受。

      （二）鑄鋁燈殼的設計初衷很好，散熱片裸露在外，應該是具有很好的散熱效果。但燈殼表面高低不平的散熱片會在短時間內被灰塵填平而失去作用，另外這種燈殼的風阻較大，也會影響到安全使用。成本高、重量大也是它的缺點。

      （三）用熱管給燈具散熱應該是最先進的了。但它首先是成本高，除此之外它的使用也存在局限性。

       熱管以其良好的導熱性能，會很快把熱量傳遞到整個散熱片，但受成本和結構限制，散熱片不會做的很大。所以用熱管散熱通常會配置電風扇，這又會增加成本同時也降低了可靠性。另外將熱管置于不同姿態，也會影響到散熱效果。

       現在流行的基本上都是采用壓鑄方式制造的路燈殼。

       這種燈的殼體非常薄，而且把內部帶鰭片的散熱器和燈殼鑄為一體，既減小了熱阻也使結構得到簡化。下部或周邊開有對流孔，能起到很好的散熱作用。同時流線形的外表既美觀又能減少風阻。市場占有率已趨于主導地位。

       上面簡單梳理了一下LED散熱的各主要環節。任何一步的疏忽，都會導致燈珠的早衰和損壞。所以在設計和使用LED燈具的過程中，應引起我們足夠的重視。

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