眾所周知，LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體 器件，它可以直接把電能轉(zhuǎn)化為光能。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附著在一個(gè)支架上，是負(fù)極，另一端連接電源的正極，整個(gè)晶片被環(huán)氧樹(shù)脂封裝起來(lái)。
半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來(lái)的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長(zhǎng)決定光的顏色，是由形成P-N結(jié)材料決定的。
LED把電能轉(zhuǎn)化為光能的過(guò)程中，電流流過(guò)LED元器件時(shí)，PN結(jié)的溫度會(huì)上升，形成所謂的發(fā)光發(fā)熱，即電流越高，溫度越高，光的亮度就越高，看到這里很多人可能會(huì)說(shuō)，既然如此，那為什么還要去控制LED的溫度呢？
要了解此問(wèn)題，我們先來(lái)看看過(guò)高的溫度會(huì)對(duì)LED跟LED燈具造成怎樣的影響。
溫度對(duì)LED的影響
①LED主要由支架、銀膠、晶片、金線（銅線）、環(huán)氧樹(shù)脂所組成的，其中除了支架和環(huán)氧樹(shù)脂外，其余三種物料出現(xiàn)損害都能直接導(dǎo)致LED停止工作，而過(guò)高的溫度，正好就是以上三種物料的克星，在高溫的環(huán)境下LED的光衰會(huì)增大，減少LED的使用壽命，更有過(guò)者甚至能在一瞬間把金線（銅線）燒毀導(dǎo)致LED直接損壞。
②單體的LED并不能直接滿足使用需求，常常伴隨者LED一同出現(xiàn)的還有LED電源（驅(qū)動(dòng)），電源本身就是一個(gè)發(fā)熱體，它有著自身的耐溫要求，如若溫度太高，會(huì)造成電源的失能甚至損害，從而導(dǎo)致LED燈具無(wú)法正常工作。
所以，解決LED跟LED燈具的溫度問(wèn)題是刻不容緩的，也就是散熱。
散熱原理
傳統(tǒng)意義上的散熱就是所謂的傳遞熱量，而傳遞熱量的原理有以下三點(diǎn)：
1 傳導(dǎo)
眾所皆知，熱是能通過(guò)介質(zhì)傳導(dǎo)的，它能從溫度過(guò)高的位置傳遞到溫度過(guò)低的位置，既然如此，那么材料的傳導(dǎo)率、散熱體結(jié)構(gòu)造成的熱阻以及形狀大小都有可能對(duì)熱傳導(dǎo)進(jìn)行干擾。
2 輻射
高中物理老師告訴我們，熱是往上走的，其實(shí)這就是所謂的輻射，它很極限與周圍的環(huán)境以及輻射體本身的材料。
3 對(duì)流
買樓房的人應(yīng)該聽(tīng)過(guò)一字樓這個(gè)概念，銷售一般會(huì)說(shuō)這樣的樓房是很涼快的，確實(shí)如此，所謂的對(duì)流就是通過(guò)氣體或液體的流動(dòng)來(lái)散熱，它的散熱速度一般取決于流動(dòng)的速度，如若想在燈體上實(shí)現(xiàn)是很難的（考慮防水，安規(guī)等因數(shù)），不過(guò)也并非沒(méi)有具體參考以下圖示產(chǎn)品。
以上三點(diǎn)散熱，現(xiàn)在用到燈具上最多的是熱傳導(dǎo)，同樣這也是今天我們著重探討的話題。
熱傳導(dǎo)
閱讀以上文字的朋友應(yīng)該注意到影響熱傳導(dǎo)的有三點(diǎn)，材料、結(jié)構(gòu)、尺寸。
1 材料
說(shuō)到材料，我們得由LED燈具的組成來(lái)說(shuō)，首先一個(gè)最常見(jiàn)的LED燈具是由散熱器（燈身）、LED、基板、電源驅(qū)動(dòng)、光學(xué)元件組成的。其中發(fā)熱體有LED、驅(qū)動(dòng)兩個(gè)，散熱體有散熱器、基板、或者鋁制的光學(xué)元件（導(dǎo)熱量幾乎可以忽略不計(jì)）。
散熱器
LED燈具的散熱器一般都是鋁制的，其中分為兩大類，以AL6060等鋁材為主的拉伸鋁，以ADC12為主的壓鑄鋁。其中ADC12的導(dǎo)熱系數(shù)為96.7w/m ℃，AL6060等鋁材為198~250w/m ℃不等，在導(dǎo)熱上后者是優(yōu)于前者的，看到這里有人可能會(huì)問(wèn)，既然AL6060等鋁材導(dǎo)熱這么好，為什么還會(huì)有ADC12的出現(xiàn)呢？
①ADC12壓鑄鋁，它以量產(chǎn)快，可以滿足設(shè)計(jì)美觀上的大致要求（幾乎是你想到的造型都能呈現(xiàn)出來(lái)），不過(guò)因?yàn)榭筛膭?dòng)低，設(shè)計(jì)模具費(fèi)用高，一般是采用在尺寸不是很大，不需要修改的產(chǎn)品上，同樣的它也因?yàn)閮r(jià)格相對(duì)便宜，所以長(zhǎng)期占據(jù)在外殼市場(chǎng)上。
②拉伸鋁，導(dǎo)熱性強(qiáng)，模具成本低一般是壓鑄模的十分之一，長(zhǎng)度變化也很靈活，加工量產(chǎn)快，然而它不能完全占據(jù)外殼的市場(chǎng)原因有以下幾點(diǎn)：硬度不足，容易變形、外觀基本只能是拉伸型，變化少，滿足不了市場(chǎng)外觀要求。
綜合以上兩點(diǎn)，可得出散熱拉伸鋁優(yōu)于壓鑄鋁，外觀實(shí)用性后者優(yōu)于前者，具體取決還要看設(shè)計(jì)的成本要求以及外觀要求。
基板
除了外殼之外，基板也是重要的散熱體之一，市面上常見(jiàn)的能用到LED燈具上的散熱基板有銅基板、鋁基板，其中導(dǎo)熱性銅基板優(yōu)于鋁基板，不過(guò)優(yōu)于價(jià)格相對(duì)高，很大部分的設(shè)計(jì)者或者企業(yè)都會(huì)選擇鋁基板作為散熱板。
結(jié)構(gòu)
①外觀上可以采用以下圖示中鰭片設(shè)計(jì)。
②在設(shè)計(jì)初期，應(yīng)當(dāng)想好電子元器件的擺放，避免出現(xiàn)以下幾種圖示中的共熱源情況。
③在結(jié)構(gòu)的允許下，最好不要把電源的位置固定到光源底下，因?yàn)榘凑諢崃魍ǖ脑?，熱是往上走的，在確實(shí)沒(méi)辦法控制的情況下，最好把傳導(dǎo)距離預(yù)留到3CM以上（至于為什么，請(qǐng)自行百度熱傳導(dǎo)相關(guān)知識(shí)）。設(shè)計(jì)平面如下圖。
3 尺寸
這個(gè)就不細(xì)說(shuō)了，例如一平方米的材料導(dǎo)出1W的熱量，跟一平方米的材料導(dǎo)出100W的熱量，這個(gè)概念很清楚，沒(méi)有必要細(xì)說(shuō)，在這里只能推薦是，在合理的范圍內(nèi)選用合理的尺寸。
散熱誤區(qū)
讀以上的資料，很多人應(yīng)該明白熱導(dǎo)對(duì)于燈具散熱來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的，所以很多人都會(huì)去選擇更好的散熱材料，從而迷信于那些所謂的價(jià)格高，沒(méi)有經(jīng)過(guò)多方驗(yàn)證的高科技材料，其實(shí)有實(shí)驗(yàn)得出，用普通的鋁散熱，經(jīng)過(guò)多次測(cè)試，熱沉的溫度也就只比某些所謂的高科技散熱材料高3-5°，也就是說(shuō)，如果真能用到一種導(dǎo)熱特好的材料，在熱阻為零的情況下，只能把溫度降低3-5°而已，但成本上就另談其說(shuō)了。
除了材料，熱管上面也存在很大的誤區(qū)，首先來(lái)說(shuō)說(shuō)什么是熱管，熱導(dǎo)管（稱熱管）是一種具有快速均溫特性的特殊材料，其中空的金屬管體，使其具有質(zhì)輕的特點(diǎn)，而其快速均溫的特性，則使其具有優(yōu)異的熱超導(dǎo)性能；熱管的運(yùn)用范圍相當(dāng)廣泛，最早期運(yùn)用于航天領(lǐng)域，現(xiàn)早已普及運(yùn)用于各式熱交換器、冷卻器、天然地?zé)嵋玫?，?dān)任起快速熱傳導(dǎo)的角色，更是現(xiàn)今電子產(chǎn)品散熱裝置中最普遍高效的導(dǎo)熱（非散熱）元件。
這段介紹聽(tīng)起來(lái)是很高大上，然而從熱沉導(dǎo)出的熱量最終需要通過(guò)空氣對(duì)流把熱帶走的，如果沒(méi)有散熱鰭片的支撐，熱管很快就會(huì)達(dá)到熱平衡，溫度同熱沉一起上升，那就沒(méi)有多大的意義了，而在熱管上增加鰭片的話，最終還是用鰭片散熱，而且鰭片和熱管的接觸點(diǎn)反而不如其他的方式接觸的好，另外也會(huì)導(dǎo)致成本的提高，散熱效果沒(méi)有得到改善。所以在使用熱管時(shí)，盡量要考慮其結(jié)構(gòu)合理性，不能盲目使用。
散熱三點(diǎn)，傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射，其中傳導(dǎo)跟對(duì)流我已經(jīng)交代了，接下來(lái)談?wù)勢(shì)椛?，其?shí)這對(duì)燈具散熱來(lái)說(shuō)是沒(méi)有多大的意義的，然而很多的人都會(huì)聽(tīng)那些廠家說(shuō)什么納米輻射材料什么的，其實(shí)這對(duì)燈具來(lái)說(shuō)，真的是忽略不計(jì)的。為什么？首先對(duì)于燈具來(lái)說(shuō)，溫度大概范圍是50-80°左右，而在這種情況下，就算輻射材料達(dá)到黑體輻射的輻射能力，也最多可以起到散熱的百分之幾的比重，而且涂層本身就是妨礙熱導(dǎo)的，從而影響到燈具的散熱。
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