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时间:2019-05-31
《LED 道路照明灯具散热系统分析-200902(中国照明电器)》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、中国照明电器6CHINAUGHT&UGHⅡNG2009年第2期LED道路照明灯具散热系统分析张万路江磊江程陈郁阳刘木清(复旦大学电光源研究所,上海200433)摘要随着LED生产工艺技术的进步,散热问题成为阻碍LED道路照明灯具发展的瓶颈。本文首先阐述了温度上升对LED性能的影响,并结合路灯灯具特点,提出了一种灯具热学分析等效模型。然后针对目前道路照明灯具主要采用的主动式和被动式散热方式,分别选取若干样品进行测试,最后通过对测试结果的系统分析,并结合灯具的热学模型,研究影响灯具散热效率的主要因素,并为改善当前LED道路照明灯具的散热设计提出了指导性意见。关键词LED光源道路照明灯具热学模型结
2、温ThermalManagementAnalysisofLEDLuminaireforRoadLightingZhangWanluJiangLeiJiangChengChenYuyangLiuMuqing(InstituteforElectricLightingSourcesatFudanUniversity,Shanghai200433)Abstract:WiththeprogressofLEDtechnology,heatdissipatingbecomesthekeybarrierwhichrestrictdevelopmentofLEDluminaireforroadlighting
3、.ThispaperfirstintroducestheinfluenceoftemperatureriseontheperformanceofwhiteLED.OnthebaseofanalyzingthestructureofLEDroadlightandheattransferingtheory,webuildathermalmodelofLEDroadlight.Accordingtotwopopularheatmanagingmodes,wechooseseveralsamplesseparatelytotesttheirsteadyjunctiontemperature.Byan
4、alyzingtheresultandcombiningthethermalmodel,weresearchonthemainfactorsafectingheatdissipatingeficiencyofluminaireandbringforwardsomeguidancetotheheatsinkdesignofLEDroadlight.Keywords:LEDlight;roadlighring;thermalmodel;junctiontemperature前言1LED的结温和性能的关系在我国的总用电量中,照明用电大约占13%。目前限制LED道路照明灯具发展的瓶颈主要有而城市公共
5、照明尤其是道路照明用电在整个照明领两个:一个是成本。目前LED光源相对传统光源来域占有庞大的份额。近年来,随着国家建设节约型社说,价格还是偏高。但是随着生产工艺的进步以及国会战略的提出,作为一种高效节能的新型光源,在其内企业的广泛参与,LED成本会逐步下降。另一个瓶生产工艺以及性能不断进步的基础上,LED进人道路颈是散热。由于LED属于半导体发光器件,而半导照明领域已经成为一种必然趋势。体器件随着自身温度的变化,其特性会有明显的变张万路等:LED道路照明灯具散热系统分析7化。对于LED,结温的升高会导致器件各方面性能的100c【=的温度下,波长可以红移49nm,从而导致变化与衰减。这种变化主
6、要体现在三个方面:YAG荧光粉吸收率下降,也会导致LED输出光通量(1)减少LED的外量子效率;的减少。图1是CREE公司生产的X.Lamps系列产(2)缩短LED的寿命;品(a)与LUMILEDS公司生产的LUXEONK2系列产(3)造成LED发出光的主波长偏移,从而导致光品(b)相对光输出随结温的变化曲线,这两种产品都源的颜色发生偏移。是现在技术较成熟的大功率白光LED。从图1可以其中,器件的外量子效率是与LED光效直接相发现,当器件结温上升到65℃时,二者的光输出相对关的量,外量子效率的下降将会直接导致LED光效于室温时会下降10%左右。的降低。随着器件PN结温度的上升,白光LED芯片
7、对于单个LED而言,如果热量集中在尺寸很小的发光主波长会向长波方向移动。统计资料表明:在1\1\白光LED1白光LEDI\\《;{1l}il1丑墨峰.ll{簿黎1—’、-.~}}l—’、l.;lll}{}{{{l5525456585105125145结温(℃)结温(℃)(a)(b)图1LED相对光输出随结温的变化曲线的芯片内而不能有效散出,则会导致芯片温度升高,品结温与寿命的关系。从图中可以看到,当结温上升引
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