led照明热设计

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1、LED照明热设计摘要：随着LED制造工艺的进步，新材料的歼发，各种颜色的超高亮度LED取得了突破发展，LED成为第四代光源指H可待。目前由于其光电转化率较低，大部分电能实际转化成了热量，所以如何提高其散热能力是LED实现产业化急需解决的关键技术。本文通过对LED结构、发光原理及特性、热设计的基础理论、散热方式等一系列的方面进行分析，对LED的设计进行一系列的优化，使LED在生产以及应用的过程中能够更具有方向性和实用性。［关键字］LED;热量；热设计；散热1—刖目自从爱迪生发明了灯泡之后，人类就进入了用电进行照明的时代。而在白炽灯发明近100年后，人类又迎来了照明史上的又一次革命，

2、而引领这次革命的正是L£D的发明。LH）具有高效低耗、绿色环保、响应快、寿命长等优点，其对照明产业带來的冲击胜过当年G炽灯的发明。LED被称作“第四代光源”。“第一代光源”是篝火，不仅用于照明，还可以用于做饭、制作陶瓷、杀菌、科学分析等方面；同样“第二代光源”的白炽灯，以及“第三代光源”的荧光灯等光源的许多功能与用途也早已被充分利用。因此，作为“第四代光源”之一的LED,其用途可以说是无限的。LED照明技术的发展引起了国内外光源界的普遍关注，现己成为具有较大发展前景和影响力的一项高新技术产品。近年来随着城市建设和电子信息产业的高速发展，人们对光源的需求与日俱增，LH）产品的开发研

3、制生产已成为发展前景十分诱人的朝阳产业。R前，随着我国绿色照明工程的组织实施，促进了LED照明技术的创新和发展，使得LED在照明领域得以广泛应用，LED潜在的市场使其显示出了强大的发展潜力。本文通过对LED结构、发光原理及特性、热设计的基础理论、热学指标、散热方式、封装等一系列的方面进行分析，以便读者能更深入的了解半导体LED在应用和设计中的一些知识。由于时间仓促及笔者水平有限，文中存在漏洞与不妥之处在所难免，敬请读者提出批评和指正。目录前胃II第一章概述14.2.1LED的发展史14.2.2LED国内技术进展和市场前景分析1第二章LED的基础知识31.2LED的结构31.2LE

4、D的光源基本特征32.2.1发光效率高32.2.2耗电量少42.2.3使用寿命长42.2.4安全与环保41.2LED光源的特点41.2常见LED的分类52.4.1按发光管发光颜色分类52.4.2按发光管出光面特征分类52.4.3按发光二极管的结构分类52.4.4按发光强度和工作电流分类52.4.5按功率分类62.4.5按封装形式分类61.2大功率LED封装结构62.6常见照明灯具与LED的各性能对比6第三章热设计的理论基础9LED照明热的产生93.2散热的基础理论93.2.1热传导93.2.2热对流103.2.3热辐射11第四章LED的指标124.1LED的主耍性能指标125.2

5、.3LED的颜色125.2.4LED的电流125.2.5LED的电压125.2.6LED的反向电压VRm125.2.7LED的色温125.2.8LED发光强度125.2.9LED光通量135.2.3LED的使用寿命134.1LED的热学指标13热阻Rth13LED的结温144.3LED正常工作条件或状态15第五章大功率LED散热分析16大功率LED照明热设计流程16大功率LED照明热设计方案165.2.1结温的评估175.2.2热阻的评估计算175.2.3LED灯具对流热传递计算175.2.4LED灯具导热传递计算175.2.5LED灯具辐射热传递计算185.3计算分析LED实验

6、并得出结论18第六章LED照明灯具的应用及对未来的展望196.1道路交通领域196.2交通工具领域196.3显示屏196.4农业19M196.6医疗206.7通信20gmi吾21&i射22参考文献23第一章概述LED的发展史1907年HenryJosephRound第一次在一块碳化硅里观察到电致发光现象。1936年，GeorgeDesdau发表了一个关于硫化锌粉末发射光的报告。随着电流的应用和被广泛的认识，最终出现了“电致发光”这个术语。20世纪50年代,英国科学家在电致发光的实验屮使用半导体砷化镓发明了第一个具有现代意义的LH），并于60年代而世。20世纪60年代末，在砷化镓基

7、础上使用磷化物发明了第一个可见的红光LED。磷化镓的改变使得LED更高效、发出的红光更亮,甚至产生出橙色的光。70年代中期，磷化镓被用作发光光源，随后就发出灰白绿光。80年代早期到中期对砷化镓、磷化铝的使用使得第一代高亮度的LED诞生，先是红色，接着就是黄色，最后为绿色。90年代中期，岀现了超高亮度的氮化镓LED。LED从最初的约0.051m/W的光效，经历了0.llm/W时代，几流明/瓦时代,数十流明/瓦时代，到现在的约1201m/W以上的发光效率，然而，LED的发展不单纯是它