大功率led燈珠的散熱解決方案
大功率led燈珠的散熱問題是設計者必須考慮的關鍵問題,大功率led燈珠的光衰與大功率led燈珠的工作時間和工作電流以及大功率led燈珠工作時的溫度有關。正確工作狀態下大功率led燈珠的工作壽命至少可以達到5萬小時以上,一般達到10萬甚至幾十萬是很輕松的,然而一旦出現環境溫度過高,工作電流過大,則將造成大功率led燈珠的壽命急劇下降,甚至造成永久的損壞。一般的小功率led燈珠應用時可以不必考慮散熱的問題,但是目前工作電流達60—150mA的中功率led燈珠已經出現,這時就要求設計者不得不考慮led燈珠正常工作中的散熱問題,好在外徑8mm,工作電流為150mA的一種發白光的led燈珠其管腳比較粗,基本上可以利用其粗壯的管腳進行散熱,但是對更大功率led燈珠如1W及以上的3W、5W甚至10W以上的LED則必須加散熱片才算是正常的工作環境。
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大多數電子愛好者都知道,PN結半導體器件正在向導通后,結電壓VF隨環境溫度上升而下降,即:-2mv/℃,稱PN結的負溫度效應,利用該特性可制成溫度傳感器,但該特性在發光應用上卻是致命的缺陷,直接影響它的發光效率。發光亮度、發光色度。通俗舉例,常溫25℃時,選擇大功率led燈珠最佳工作電流20mA,當環境溫度升到85℃,結電壓VF下降,工作電流急劇增加到35-37mA,實驗中出現:溫度下降至-40℃時,結電壓VF上升,最佳工作電流將從20mA減小8-10mA.,發光亮度也隨電流的減少而降低,達不到場所所需的照度。
為了避免上述不良現象,一般在大功率led燈珠的相關產品上,通常需要采用一些措施。如將大功率led燈珠裝在散熱板上,或風機風冷降溫或者大功率led燈珠采用恒流源的供電方式,不會因大功率led燈珠隨溫度上升引起電流增加,防止PN結惡性升溫,或兩種方法并用。實踐證明,用于大功率LED燈(如廣告背景燈、街燈),加裝散熱器確實是行之有效的措施。但LED燈進入尋常百姓家就碰到如下問題了:散熱板,風冷能否集約在一個普通燈頭的空間;采用集成電路或諸多元器件組成的恒流源電路,它的壽命和可靠性將不取決LED,根據“木桶理論”整個系統的可靠性則將取決于某種如溫升等“短板”了。