如何做到LED燈具散熱效果良好狀態

LED燈具的散熱系統設計是關系到燈具成敗的重要環節，尤其對于大功率、高功率密度的LED模組，散熱問題尤為突出。如果不能把LED模組的基板溫度控制在合理范圍，燈具的性能和壽命都會大打折扣。

圖1顯示了LED燈具熱能傳遞途徑。可以看出，LED芯片產生的熱量（約占LED功率的70%），都會通過LED基板、導熱裝置、散熱器傳遞到大氣環境中。燈具設計者所能做的，只有設法降低每個環節的熱阻，以降低LED芯片的溫度。

圖1 LED燈具熱能傳遞途徑

需要注意的是，每個環節的熱阻是串聯關系，必須同時降低各個環節的熱阻，才能使系統熱阻降低到合理范圍。從LED芯片到散熱器的三個環節都有很好的技術解決方案，例如陶瓷基板、銅基板、高效導熱硅脂和熱管技術等，可以把熱阻降到很小的程度。但是最后一個環節，從散熱器到大氣環境，卻沒有十全十美的解決方案，只有通過加強對流和增加散熱面積來實現，這會帶來燈具噪聲和燈具體積的增大。這里有個誤區，有的廠商宣稱采用了具有高導熱能力的新技術，可以取消風扇，在很小的體積下做成大功率LED燈具，通過上面的分析可知，這是違反物理原理的。不管用什么導熱技術，燈具功率的70%都要變成熱量從燈體上散發出去，最有效的散熱方式還是風扇。要取消風扇，必須大大地增加散熱面積，表面積不夠一定會導致溫升過高。

其實，只要選擇優良的低噪聲風機，降低轉速運行，完全可以將噪聲控制在行業標準之內。LED燈具的噪聲與電腦搖頭燈具的噪聲相比，可以忽略不計。一些新聞演播室對燈具噪聲控制的要求很高，此時，可以配合采用高指向性傳聲器，實踐證明，這樣電視節目的制作幾乎不受影響。有的廠商的無風扇LED燈具中增加了功率控制裝置，當LED光源溫度太高時就會自動降低LED的功率，這時，燈具的出光量也會大為減少，這在專業演播室是不能被接受的。即將頒布的文化行業標準《LED舞臺燈具通用技術條件》規定：燈具在正常使用環境中，要求光輸出穩定時，其波動不應大于5％。

無風扇LED燈具的惟一做法就是保證足夠的散熱面積。以“星光”的無風扇100 W的LED聚光燈具為例，散熱器的體積達到了200 mm×340 mm，配合前后貫通的直徑40 mm的大型熱柱，才能保證LED模組基板溫度控制在60℃左右。圖2顯示了這款燈具散熱器的紅外測試圖像。

圖2 100W無風扇LED聚光燈具紅外測試圖像

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