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摘 要：随着经济的发展，全球能源问题和环境问题日益严重，对国家的持续发展造成了严重的阻碍，尤其是在照明系统上，消耗能源较大，基于此，本文针对大功率LED灯具散热装置的设计展开全面的分析。本文首先对大功率LED灯具散热装置进行了全面的研究，分析影响散热的主要原因，继而对大功率LED灯具散热装置进行具体的设置，保证散热工作可以良好的进行，以期为灯具设计人员提供参考，降低能源消耗量。
关键词：基板热阻；散热器；散热模型
引言：近年来，LED照明技术不断发展，相关照明产品得到了全面普及，但是随着功率的提高，LED中的散热问题日益严重，严重制约了LED照明产品的发展，因此必须要全面解决散热问题。纵观现阶段的发展情况来看，LED技术的市场前景良好，虽然发展历史较短，但是具备着其他几代光源都没有的明显优势，可以说LED是未来的绿色光源，加强对LED技术的深入研究，从根本上解决散热问题具有着十分重要的现实意义。
一、大功率LED灯具散热问题分析
随着LED灯具中芯片功率不断加大，芯片中的热量不断聚集，散热问题严重阻碍了大功率LED照明系统的发展，常见的散热模式有三种热传导、热对流、热辐射等，一般情况下，大功率LED散热主要依靠热传导和热对流这两种方式，但是无论何种散热方式，都需要从芯片扩散到外延层，进而扩散到基板，在由基板扩散到外部散热装置，这其中任何一种装置出现问题，都会导致LED光源无法工作[1]。普通的MCPCB板中绝缘层热导率较低，无法进行有效的散热，为了提高散热性，降低基板热阻已经成为新时期研究的主要方向。而热界面材料能够减小界面之间的接触热阻，提升散热性，继而提高整个LED灯具的散热能力，改善散热。散热器是整个大功率LED灯具中的一个零部件，作为最后一个散热环节，将LED芯片热源产生的热量扩散到空气中，可以说散热器能力的强弱，散热性能的优劣都会对LED灯具的散热性造成影响，因此必须要选择一个合适的散热器，才能够有效解决打动率灯具问题。
二、大功率LED灯具散热装置设计
（一）大功率LED灯具散热模型具体分析
在设计大功率LED灯具散热结构时，首先要建立起散热模型，明确灯具最终的温度需求指标，现阶段，市面上大多LED灯产品都是按照灯具外壳温度和外部环境等因素进行考证，虽然能够在一定程度上保证灯具的可靠性，但实际上这种考证方式存在局限，一个良好的散热设计不能只看产品的外表，还要观察产品的热源点、以及每一个散热环节，以此才有效传导芯片热量，提高散热性能。首先，进行大功率LED灯具散热装置设计优化，对LED灯具热传导进行分析，求出热传导速率，进而得到固态介质下传导热量数值，然后计算得出同一介质稳态时传递的热量数值，继而根据能量守恒定律，得到具体的热传导热阻。对于LED的散热器而言需要根据灯具的安装场所和使用环境合理设计翅片的数量和排列方向，保证散热器翅片间的空气流动，使翅片间的热对流顺畅，此外高分子涂料对于大功率LED散热器的热辐射性能改善效果相对较好，颗粒型涂料还能有效增加LED散热器的散热面积。由上可知，LED灯具的散热性能，会受到多种因素的影响，因此在设计优化散热装置之前，还需要具体分析相关零部件的散热情况，全面提高产品的散热性能。利用上文中的热量守恒定律和热传导原理，展开具体的计算，确定稳态导热情况，从而带入到散热模型中进行分析，根据相应的数值，就能够算出实际的散热量。将以上内容作为基础数据进行分析后可知，必须要尽可能的增加散热面积，改善散热效果，在设计过程中，充分考虑到LED灯具中的翅片传导热阻情况和表面积对流热阻情况，寻找优化值，设计出符合工程实际要求的优质灯具。
（二）大功率LED灯具散热装置实际分析
新时期，国家提出了“智慧城市”这一理念，而所谓的“智慧城市”是指将城市看成一个生态系统，而城市中的市民、交通、能源、商业等都生态系统中的子系统，这些子系统共同组合构成一个整体系统，在系统中，每个子系统都具有着一定的联系，还可以相互促进、彼此影响。智慧的城市这一观念意味着要在城市的不同部门和系统之间建立起良好的信息沟通渠道，以此实现信息共享和协同作业，继而更加合理的利用资源、做出对城市而言最好的发展管理决策，并且能够及时的预测和应对突发事件和灾害[2]。而“智慧照明”就是利用分布式无线遥测、遥控、遥讯控制等方式对无所不在的LED路灯管网系统通过集成与拓展应用及控制，按需使用的一种照明系统，这种照明系统利用LED技术开发而成，具有着丰富的功能，通过完善这种照明系统的散热装置结构，能够进一步提高产品本身的性能，推动“智慧城市”得到更进一步的建设。首先要选择适合大功率LED散热的软件，一般采用流体动力学仿真软件，利用流体动力学软件充分考虑到灯具的局部位置中存在的阻力影响，以此保证方案科学合理。首先根据约束条件设计出外轮廓图，继而根据散热器的实际情况，对灯具中散热器零部件进行全面优化，最后进行校核验算，保证设计质量。还要对自然冷却散热器和散热片进行全面的设计，对于大功率的LED灯具来讲，总体散热和总热阻是设计的基础，要以降低热阻的角度思考。以此提高改善大功率LED灯具的散热能力高，降低灯具热阻，进一步提高LED的优越性能。在具体的应用后，发现设计灯具时，不能仅考虑其中的一个单一因素，还要综合考虑多种因素，以此实现灯具散热装置优化设计。
总结：综上所述，新时期LED技术得到了广泛的应用，不仅因为寿命较长、体积较小，更因为其污染较低、质量较好，但是在LED技术中还有很多问题没有得到解决，只有全面解决这其中的技术问题，才能够更进一步降低能量消耗，延长产品寿命，推动大功率LED技术得到全面的发展，让LED照明系统得到全面应用，真正的建立起可持续发展的资源节约型社会。
參考文献
[1]丁彩红， 张天宇， 罗俊，等. 大功率LED灯具散热器的优化设计研究[J]. 电子器件， 2016， 39（3）：750-754.
[2]潘裕， 向文江. 大功率LED灯散热器结构设计[J]. 山东工业技术， 2018（5）.
（作者单位：东莞勤上光电股份有限公司）
关键词：基板热阻；散热器；散热模型
引言：近年来，LED照明技术不断发展，相关照明产品得到了全面普及，但是随着功率的提高，LED中的散热问题日益严重，严重制约了LED照明产品的发展，因此必须要全面解决散热问题。纵观现阶段的发展情况来看，LED技术的市场前景良好，虽然发展历史较短，但是具备着其他几代光源都没有的明显优势，可以说LED是未来的绿色光源，加强对LED技术的深入研究，从根本上解决散热问题具有着十分重要的现实意义。
一、大功率LED灯具散热问题分析
随着LED灯具中芯片功率不断加大，芯片中的热量不断聚集，散热问题严重阻碍了大功率LED照明系统的发展，常见的散热模式有三种热传导、热对流、热辐射等，一般情况下，大功率LED散热主要依靠热传导和热对流这两种方式，但是无论何种散热方式，都需要从芯片扩散到外延层，进而扩散到基板，在由基板扩散到外部散热装置，这其中任何一种装置出现问题，都会导致LED光源无法工作[1]。普通的MCPCB板中绝缘层热导率较低，无法进行有效的散热，为了提高散热性，降低基板热阻已经成为新时期研究的主要方向。而热界面材料能够减小界面之间的接触热阻，提升散热性，继而提高整个LED灯具的散热能力，改善散热。散热器是整个大功率LED灯具中的一个零部件，作为最后一个散热环节，将LED芯片热源产生的热量扩散到空气中，可以说散热器能力的强弱，散热性能的优劣都会对LED灯具的散热性造成影响，因此必须要选择一个合适的散热器，才能够有效解决打动率灯具问题。
二、大功率LED灯具散热装置设计
（一）大功率LED灯具散热模型具体分析
在设计大功率LED灯具散热结构时，首先要建立起散热模型，明确灯具最终的温度需求指标，现阶段，市面上大多LED灯产品都是按照灯具外壳温度和外部环境等因素进行考证，虽然能够在一定程度上保证灯具的可靠性，但实际上这种考证方式存在局限，一个良好的散热设计不能只看产品的外表，还要观察产品的热源点、以及每一个散热环节，以此才有效传导芯片热量，提高散热性能。首先，进行大功率LED灯具散热装置设计优化，对LED灯具热传导进行分析，求出热传导速率，进而得到固态介质下传导热量数值，然后计算得出同一介质稳态时传递的热量数值，继而根据能量守恒定律，得到具体的热传导热阻。对于LED的散热器而言需要根据灯具的安装场所和使用环境合理设计翅片的数量和排列方向，保证散热器翅片间的空气流动，使翅片间的热对流顺畅，此外高分子涂料对于大功率LED散热器的热辐射性能改善效果相对较好，颗粒型涂料还能有效增加LED散热器的散热面积。由上可知，LED灯具的散热性能，会受到多种因素的影响，因此在设计优化散热装置之前，还需要具体分析相关零部件的散热情况，全面提高产品的散热性能。利用上文中的热量守恒定律和热传导原理，展开具体的计算，确定稳态导热情况，从而带入到散热模型中进行分析，根据相应的数值，就能够算出实际的散热量。将以上内容作为基础数据进行分析后可知，必须要尽可能的增加散热面积，改善散热效果，在设计过程中，充分考虑到LED灯具中的翅片传导热阻情况和表面积对流热阻情况，寻找优化值，设计出符合工程实际要求的优质灯具。
（二）大功率LED灯具散热装置实际分析
新时期，国家提出了“智慧城市”这一理念，而所谓的“智慧城市”是指将城市看成一个生态系统，而城市中的市民、交通、能源、商业等都生态系统中的子系统，这些子系统共同组合构成一个整体系统，在系统中，每个子系统都具有着一定的联系，还可以相互促进、彼此影响。智慧的城市这一观念意味着要在城市的不同部门和系统之间建立起良好的信息沟通渠道，以此实现信息共享和协同作业，继而更加合理的利用资源、做出对城市而言最好的发展管理决策，并且能够及时的预测和应对突发事件和灾害[2]。而“智慧照明”就是利用分布式无线遥测、遥控、遥讯控制等方式对无所不在的LED路灯管网系统通过集成与拓展应用及控制，按需使用的一种照明系统，这种照明系统利用LED技术开发而成，具有着丰富的功能，通过完善这种照明系统的散热装置结构，能够进一步提高产品本身的性能，推动“智慧城市”得到更进一步的建设。首先要选择适合大功率LED散热的软件，一般采用流体动力学仿真软件，利用流体动力学软件充分考虑到灯具的局部位置中存在的阻力影响，以此保证方案科学合理。首先根据约束条件设计出外轮廓图，继而根据散热器的实际情况，对灯具中散热器零部件进行全面优化，最后进行校核验算，保证设计质量。还要对自然冷却散热器和散热片进行全面的设计，对于大功率的LED灯具来讲，总体散热和总热阻是设计的基础，要以降低热阻的角度思考。以此提高改善大功率LED灯具的散热能力高，降低灯具热阻，进一步提高LED的优越性能。在具体的应用后，发现设计灯具时，不能仅考虑其中的一个单一因素，还要综合考虑多种因素，以此实现灯具散热装置优化设计。
总结：综上所述，新时期LED技术得到了广泛的应用，不仅因为寿命较长、体积较小，更因为其污染较低、质量较好，但是在LED技术中还有很多问题没有得到解决，只有全面解决这其中的技术问题，才能够更进一步降低能量消耗，延长产品寿命，推动大功率LED技术得到全面的发展，让LED照明系统得到全面应用，真正的建立起可持续发展的资源节约型社会。
參考文献
[1]丁彩红， 张天宇， 罗俊，等. 大功率LED灯具散热器的优化设计研究[J]. 电子器件， 2016， 39（3）：750-754.
[2]潘裕， 向文江. 大功率LED灯散热器结构设计[J]. 山东工业技术， 2018（5）.
（作者单位：东莞勤上光电股份有限公司）