led散热问题分析与应对方法研究

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1、LED散热问题分析与应对方法研究　　摘要：汽车灯具如前照灯功率大，而大功率LED只有约30%的输入功率转化为光能，其余的则变成了热能，使LED芯片温度升高，而高温对芯片的工作性能影响极大，会导致芯片射出的光子减少，从而降低光输出；严重影响荧光粉的特性而引起波长漂移，使色温质量下降导致颜色不纯；加快芯片老化，缩短器件寿命。问题制约了发光二极管在汽车照明中的普及。该文从芯片的封装材料（基板）及多芯片的排列方式这两个方面入手，旨在找到最优散热方案，经过实验，最终得出最优方案，达到了课题的预期目标。　　关键词：发光二极管；高温影响；节能型固体照明；汽车前照灯　　中图分类号：TN305.94?34文

2、献标识码：A文章编号：1004?373X（2016）20?0020?04　　Abstract：LEDasanewgenerationofgreenenvironmentalprotection，lowcarbon，energy?savingsolid?statelightinglightsourceismoreandmorewidelyusedinthefieldoflighting，buthighpowerLEDsuchasautomobileheadlamphasonlyabout30%oftheinputpowertobetransformedintolightandtheresti

3、schangedintoheatenergy，whichmakestheLEDchiptemperatureincreased，influencesthechipperformancegreatly，causesreductionofchipemissionphotonsandlightoutput，seriously10affectsthefluorescencepowdercharacteristiccausedbywavelengthshift，resultsinareductionofthecolorpurityduetothedecreaseofcolortemperatureq

4、uality，andfinallyacceleratestheagingoftheLEDchipandshortenstheservicelifeofthewholedevice.ThisproblemhasrestrictedthepopularizationofLEDintheautomotivelighting.Inthispaper，thechippackagingmaterial（substrate）andthearrangementofchipsareresearchedtofindouttheoptimalheatradiationscheme.　　Keywords：ligh

5、temittingdiode；hightemperature；energy?savingsolid?statelighting；automotiveheadlamp　　0引言　　发光二极管LED（LightEmittingDiode），因其具有耗电量少、光色纯、全固态、质量轻、体积小、环保、响应速度快、光电转换效率高等一系列的优点，已经成为新一代绿色环保型固体照明光源，被称为21世纪新一代光源，其能耗仅为白炽灯的10%，荧光灯的50%。其能够显著降低电力消耗，减少CO2排放。正是LED的这些节能、长寿命和环保等优势，使它越来越广泛地应用到照明领域，更因其具有安全、不吸灰、无频闪、无不良眩光

6、、启动无延时、柔性化等特点，受到汽车照明市场的青睐，被用作汽车灯具。一个200W的LED灯的光效能约等于1000W卤素灯，其响应时间比钨丝灯快200～300倍，是刹车灯的最佳应用者，其使用寿命是HID（氙气灯）的10倍等，还具有前照灯防眩目及光色辨别强等特点。然而，LED也存在很多缺陷，这些缺点正制约着LED在汽车照明中的普及。10　　大功率LED其功率常在1W，2W，甚至数十瓦，工作电流可以是几十毫安到几百毫安不等。LED发光时会有部分能量转化为热量，而大功率LED只能将约30%的输入功率转化为光能，而将其余的转化为热能，因此会使LED芯片温度升高，而温度对LED芯片的工作性能影响极大，

7、高温会导致芯片出射的光子减少，从而降低光子输出，还会严重影响荧光粉的特性而引起波长漂移，使色温质量下降导致颜色不纯，同时，它会加快芯片老化、缩短器件寿命等。因此，为保证LED正常工作，必须将其散发出来的热量及时地散发出去。尤其是大功率多芯片模块构成的LED，热流密度可高达到106W/m2以上，散热问题更为严峻，它已成为阻碍大功率LED光源发展的关键难题，成为大功率LED照明灯具生产厂家的发展瓶颈；当然，也制约了它作为汽车