照明用大功率LED散热研究

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照明用大功率LED散热研究
刘雁潮 ，付桂翠 ，高 成 ，李细辉 ，王史杰
1．北京航空航天大学工程系统工程系，北京100083．、2．北京中科镓英半导体有限公司，北京100083
摘 要：大功率LED体积小、工作电流大，输入功率中大部分转化为热能，散热是需要解决的关键技术。文章介绍了大功率
LED热设计的方法，针对大功率LED的封装结构，建立了热传导模型；对某照明用大功率LED阵列进行了散热设计，通过仿
真分析和热评估试验验证了所采用的散热方法和设计的散热器满足LED阵列的散热要求。
关键词：大功率LED；散热设计；仿真分析
中图分类号：TN36 文献标识码：A 文章编号：1005-9490(2OO8)O6-1716-O4

Thermal Analysis of Illumination High—Power LED
LIU Yan—chao ，FUGui—cui¨ ，GAO Cheng ，LI Xi—hui ，WANG Shi-jie
Abstract：High-power LED usually is in small size and big current，most of the input power converted into thermal energy．SO heat dissipation is the key technology to'be solved．This paper introduces the method of thermal design and module of thermal resistance of High-power LED；and describes heat dissipation design for illumination Highpower I D arrays．
The results from the simulation and analysis and the assessment experiment had proved that the method and the radiator design met the demand of heat dissipation of the LED arrays．
Key words：high-power LED；heat dissipation design；simulation analysi


在节能和环保两大需求的强力推动下，LED的应用己从早年的指示、显示和装饰逐步走向照明领域。大功率LED照明的实现方法主要有两种：一是直接封装5 W 以上的超大功率LED芯片；二是通过多颗LED组合成超大功率LED阵列。超大功率
LED芯片主要从国外或台湾进口，价格很高。相比之下小功率芯片不仅国内货源充足，组合成同样的功率价格也相对较低_1]。除此之外，多芯片LED阵列还有独特的优势：通过不同LED芯片的串并联组合，可以实现各种不同的额定电压和电流，更好地适
应驱动器设计；单位面积的芯片数可多可少，可以封装成各种不同的点和面光源；可以加入不同颜色的发光芯片，实现情景照明。
目前，比较成熟的商品化的大功率LED输入功率一般为1 w，芯片面积1 mm~1 mm，其热流密度达到了100 w／cm。。如此高的热流密度，如不采取有效的散热措施，会使LED芯片结温过高，减少芯片出射的光子，发光效率降低；另一方面，结温的升高还会使芯片的发射光谱发生红移，色温质量下降，尤其是对基于蓝光LED激发荧光粉的白光LED器件更为严重，荧光粉的转换效率也会随着温度升高而降低[2]。因此，对大功率LED进行散热研究具有重要的理论和工程价值。

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