高亮度led照明技术发展及太阳能照明应用83788

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1、高亮度LED照明技术发展与太阳能照明应用83788本文由zhuhaigaoyi贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。高LED照明技术发展与太阳能照明应用黄秉钧台大机械系新能源中心民国948月1日NewEnergyCenter1高LED照明之关键技术半导体材–发光效:30-50Lm/W–Maxjunctiontemp:120oC散热技术–LED内部热传与LED封装设计与制程有关–灯具散热设计与灯具设计有关NewEnergyCenter2高LED散热之技术问题LEDjunction温限制–Max120oC(0hrlife)–设计值:90oC(

2、50,000hrlife@70%)与空气(35oC)温差只剩55oC能采用风扇–自然对散热散热设计必须满足灯具光学需求–为容散热,光源分散排,低光学效散热设计必须满足灯具造型需求–灯具造型限制散热设计成本控制–封装制程要简单体积与重限制–影响造型与成本NewEnergyCenter3高LED照明产品发展现况目前很少看到超过30W的LED灯具–原因猜测:1.散热问题尚未解决2.市场尚未成熟,想太早公开16W高LED灯NewEnergyCenter4LED之热传机构TcapsuleTjTmountTmount电板NewEnergyCenter5LED之上下游热传机构–LED蕊晶Tj(发光体)

3、LED底座(Tmount)与LED封装设计有关lamp内部(上游)–LED底座(Tmount)电板(Td)散热装置(Tb)空气(Ta)与散热机构(灯具)设计有关Tdlamp外部(下游)TjTmountTbTairNewEnergyCenter6LED下游散热问题30WLED灯具之散热最小散热面积需求–Tj=90oC(@50,000hrlife)LED底座:Tmount=50oC@fullload–气温Ta=35oC;–假设Tb=Td=Tmount(LED底座至散热板无热阻)–热阻Rma=(50-35)oC/30W=0.5K/W=1/hfAf–自然对系hf=5W/m2K(无风态-最坏情况)

4、Af=0.4m2(双面)500条件:1.四周无障碍物2.散热面温均匀分布NewEnergyCenter7400散热面LED热密热密(48WLED为)–LED排:4x4(电板48mmx48mm)–热密:2.1W/cm2CPUdie20-80W/cm2(CPU需强风扇—噪音>60dB)NewEnergyCenter8下游散热径LED底座(Tmount)电板(Td)–热接触与面积突扩问题电板(Td)散热装置(Tb)–热接触与面积突扩问题2spreadresistance散热装置(Tb)空气(Ta)Tmount电板–自然对散热问题TdNewEnergyCenter9面积突扩热阻问题(spread

5、resistance)NewEnergyCenter10LED的三重突扩热阻LED蕊晶Tj(发光体)LED底座(Tmount)LED底座(Tmount)电板(Td)电板(Td)散热装置(Tb)散热装置(Tb)空气(Ta)LEDlampLED底座LEDchipLED电板3spreadresistance散热器NewEnergyCenter11LED内部突扩热阻NewEnergyCenter1248WLED电板至散热板之突扩热阻LED底座(Tmount)空气(Ta)之最高容许热阻:Rma=0.5K/W散热板(Tb)500x500热密(48WLED)3WLamp间距:14mmLED排:4x4电

6、板:48mmx48mm电板热密:2.1W/cm2TmountLED电板(Td)48x48TdNewEnergyCenter13结如果只用传统散热片散热,48W之LED排(电板)至少要30x30cm以上,且散热板(500x500)厚要4mm以上–光学效低–笨重16W18W36W16WNewEnergyCenter14改善热传方法采传统热管(CPU散热用)–Spreadresistance仍高–热管一弯曲效能剧应付造型需要,必须弯曲–弯曲又影响造型NewEnergyCenter15传统热管规格(CPU散热用)NewEnergyCenter16传统热管散热之热阻问题300mm48LED灯传统热

7、管φ8Spreadresistance?K/W散热板单支热管内部热阻>0.5K/W(压扁后)NewEnergyCenter17LED照明散热问题之解决最佳方案采最先进热管(微米热传科技)–回热管(loopheatpipe)3WLamp间距14mm!NewEnergyCenter18回热管LoopHeatPipe合作开发:–台大新能源中心–江机电(阳杰)公司–俄斯科学院NewEnergyCenter19与Maidanik合作Maida