LED照明设计中的散热问题应该如何分析与控制

ledpan · 发表于 2015-6-29 13:40:34

      目前如何散热是LED产品设计中最为核心的问题，下面我们一起来看看LED照明设计中的散热问题应该如何分析与控制。
一、LED照明设计散热分析
      二十五瓦以下的LED 照明系统的设计一般是用于台灯、客厅射灯、家用餐灯、小夜灯等方面，即使这样，大多数小于二十五瓦的低功率LED 照明应用也会要求一定程度的小型化。这常常导致更高的功率密度，尽管它的功耗不是很大。这种情况下，所需足够的散热管理措施必须通过改进机械结构来提供。
      此外，高电气效率也有助于降低功耗。而另一种防止LED 长时间工作过热问题的思路是采用调光解决方案。事实上，在这个功率范围内，LED 照明灯将会取代卤素灯和紧凑型荧光灯。此外，为了摆脱散热问题，必须去掉对温度变化敏感的无源组件。
      然而，目前大多数LED 驱动器解决方案都源于电源拓扑，并以此为基础，故应该考虑到温度范围的限制，因为一般产品通常基于商业标准，但照明灯却必须确保能够适应严苛的环境。

二、LED 照明设计中的散热控制方案
      在迅速发展的LED 照明设计中，大多数人将注意力集中在高亮（HB）LED 的调光控制策略上。不过，HB LED 照明应用的本质要求我们将更多的注意力转移到散热控制上。虽然LED 制造商通过大幅提高每瓦的流明数正在降低HB LED 照明设计的技术障碍，但与光输出相比，仍有更多的电能转化为要散发出去的热量。因此，需要一个散热管理的总体战略，以确保LED 散发的热量可控制为一个温度的函数。与白炽灯、钨丝灯泡不同，高功率LED 不辐射热量。与之相反，LED 将其PN 结的热量传导到LED 封装的散热金属小块上。由于LED 产生的热量采用传导方式散发，这些热量需要一个更长、更昂贵的路径才能完全散发到空气中去。目前，HB LED 通用照明商业化的一个最大障碍就是散热问题。因此，能否彻底有效地解决这个问题可以说是赢得客户的关键。
      电子控制电路必须能够处理触发点设置和增益设置。事实上LED 需要能够应付三个潜在的散热源：自发热、环境温度和LED 电子控制。使用可变电阻作为调光元件的方法对HB LED来说也是不切实际的，因为电阻上消耗的功率太大，而需要专用的绕线电阻。在电阻与LED 的位置很接近的情况下，该电阻产生的附加热量将只会使散热问题变得更加严重。导通元件也可以是晶体管，可见其功耗发生在晶体管，而不是可变电阻上。
      这种方法通过生成对数响应、以及用于热控制和亮度定义的负或正温度系数热敏电阻，提供了更多的灵活性。利用热敏电阻的LED 散热控制的最简单实现方法采用了一个PTC 元件。PTC元件提高了随温度增长的标称低电阻，一直到其触发点。

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