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　　LED燈珠首要用于發(fā)光。因而，光學(xué)涂層、光束辦理設(shè)備如反射器和透鏡、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)化熒光體等存在進(jìn)一步的體系復(fù)雜性。盡管如此，熱量辦理關(guān)于牢靠的固態(tài)照明(SSL)產(chǎn)品而言至關(guān)重要。因而，咱們需求了解如何在靜態(tài)和瞬態(tài)布景下冷卻LED。

　　靜態(tài)冷卻LED燈珠

　　將LED燈珠堅(jiān)持冷卻的慣例辦法是將LED器材安裝在散熱器上。來(lái)自LED燈珠的熱量經(jīng)過(guò)傳導(dǎo)進(jìn)入散熱器，然后散發(fā)到空氣中。假定熱量被水或其他流體除掉，散熱器有時(shí)被稱為冷板，由于相關(guān)聯(lián)的散熱體系常常要規(guī)劃作業(yè)流體處于低于室內(nèi)環(huán)境的固定溫度。

　　從LED燈珠到散熱片能否有用運(yùn)送熱量取決于高導(dǎo)熱性的資料。 咱們經(jīng)過(guò)試驗(yàn)得出銅優(yōu)于鋁和黃銅，又優(yōu)于不銹鋼。

　　盡管銅在這些金屬中是[敏感詞]的熱導(dǎo)體，可是導(dǎo)熱系數(shù)與資料的厚度無(wú)關(guān)。經(jīng)過(guò)資料傳導(dǎo)傳遞熱量的才能首要跟熱阻有關(guān)，厚度越厚，熱阻越大。

　　電介質(zhì)和氣流

　　例如，中高功率LED燈珠陣列一般建立在導(dǎo)熱PCB上。在頂面，有銅板與LED燈珠進(jìn)行電銜接，而在[敏感詞]有一塊鋁來(lái)傳導(dǎo)熱量。在銅和鋁之間有一電介質(zhì)層，以避免銅板對(duì)鋁的電短路。各制造商在挑選介電資料方面采納了不同的辦法，從有機(jī)資料到無(wú)機(jī)化合物，涵蓋了整個(gè)光譜。試驗(yàn)中熱電阻最小的電介質(zhì)資料幾乎是一個(gè)數(shù)量級(jí)的，能夠運(yùn)用最薄的電介質(zhì)資料，一同仍能供給所需的絕緣阻隔。

　　可是，試驗(yàn)并不能闡明悉數(shù)。假定該設(shè)備是用空氣冷卻的，在LED燈珠和散熱片之間的熱途徑中將有許多界面。一些由焊料橋接，一些由粘合劑橋接，其他將被壓在一同(例如運(yùn)用螺絲)。這些接合處對(duì)熱傳導(dǎo)帶來(lái)了額定的妨礙，其巨細(xì)或許很大、難以預(yù)測(cè)、并隨時(shí)刻而改動(dòng)。

　　體系中所有熱阻和界面電阻的串聯(lián)/并行加法稱為熱阻抗，規(guī)劃導(dǎo)通途徑以堅(jiān)持LED燈珠冷卻。核算類似于電阻網(wǎng)絡(luò)。試驗(yàn)中，電壓本質(zhì)上就是溫度，電流是熱通量，所得電阻是熱阻。

　　在開發(fā)作業(yè)中，您能夠依靠于熱傳導(dǎo)途徑的等效電阻。為了得到一個(gè)完好的熱阻抗體系模型，有必要在資料之間的每個(gè)過(guò)渡處添加熱界面電阻。

　　瞬態(tài)冷卻LED燈珠

　　以上的評(píng)論是假定在安穩(wěn)狀況，即LED燈珠[敏感詞]地通電而且散熱器將熱能接連地耗散到周圍空氣中。這種熱模型在兩種情況下會(huì)呈現(xiàn)毛病。一種是在接通LED燈珠時(shí)，更一般地是在脈沖操作中。令人驚奇的是，能夠規(guī)劃一條熱途徑，在接連作業(yè)時(shí)堅(jiān)持LED冷卻，可是在接通時(shí)會(huì)過(guò)熱。當(dāng)這樣操作時(shí)，相關(guān)聯(lián)的熱偏移或許讓LED燈珠俄然呈現(xiàn)毛病，類似于鎢絲燈絲敞開時(shí)俄然開裂相同。因而，LED燈珠的熱處理方案規(guī)劃需求考慮瞬態(tài)操作，而且包含時(shí)刻和空間變量。

　　時(shí)刻依靠

　　瞬態(tài)冷卻的時(shí)刻重量是由于熱途徑中資料的比熱容量而發(fā)生的。這能夠作為電容器添加到熱電阻的電氣模型中.熱容量是指資料受熱(或冷卻)時(shí)吸收(或放出)熱量的性質(zhì)。熱容量的巨細(xì)用比熱容(簡(jiǎn)稱比熱)表明。

　　熱傳導(dǎo)的時(shí)刻依靠是由于體系中資料的熱容量而導(dǎo)致的，電等效模型是RC低通濾波器。

　　電氣模型類比意味著熱阻抗有時(shí)用于描繪資料的時(shí)刻相關(guān)的熱性質(zhì)。請(qǐng)注意，這時(shí)要注意區(qū)別，由于熱阻抗也能夠用來(lái)描繪整個(gè)體系的靜態(tài)熱阻。

　　空間依靠

　　瞬態(tài)冷卻的空間重量源于熱量往哪個(gè)方向分散多一些。比方，一個(gè)安裝在大的薄金屬板上的LED燈珠。開始，整個(gè)板處于環(huán)境溫度。LED燈珠作為點(diǎn)熱源。在接通時(shí)，LED燈珠會(huì)發(fā)生熱量，經(jīng)過(guò)傳導(dǎo)將熱量傳遞到板中。熱量快速經(jīng)過(guò)金屬板，提高了LED燈珠下方區(qū)域的溫度。因而，最早的時(shí)分，金屬板的一小部分是來(lái)冷卻LED燈珠的。金屬板的導(dǎo)電性意味著LED燈珠的一些熱量會(huì)在板內(nèi)橫向擴(kuò)展，因而，參加冷卻LED燈珠的金屬板的體積會(huì)隨時(shí)刻而添加，導(dǎo)致熱阻和熱容量呈現(xiàn)顯著改動(dòng)。

　　一個(gè)熱體在薄金屬板上，這種簡(jiǎn)略的有限元熱模型經(jīng)過(guò)參加冷卻的板材體積的改動(dòng)體現(xiàn)空間依靠性。這些模型的核算依照從左上到右下時(shí)刻添加來(lái)進(jìn)行的。

　　當(dāng)途徑中存在高熱阻的界面或?qū)訒r(shí)，空間依靠特別重要。經(jīng)過(guò)采納辦法就將熱量分布在該屏障之前[敏感詞]的或許區(qū)域，這樣在穩(wěn)態(tài)和脈沖操作中，LED燈珠能夠到達(dá)更好的冷卻。

　　總歸，LED燈珠有必要被冷卻，以到達(dá)[敏感詞]的功率并保證其光輸出的安穩(wěn)和壽數(shù)。能夠運(yùn)用根據(jù)電氣部件的模型來(lái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)略的熱傳導(dǎo)穩(wěn)態(tài)模型?？墒?，為了正確理解熱途徑，特別是在瞬態(tài)條件下的反響，[敏感詞]運(yùn)用能夠習(xí)慣時(shí)刻、空間和溫度改動(dòng)的東西。

　　熱傳導(dǎo)的時(shí)刻和空間依靠性解說(shuō)了為什么在資料挑選方面存在層次結(jié)構(gòu)。高比熱容或熱導(dǎo)率會(huì)跟著資料在熱途徑中的方位和LED燈珠預(yù)期的操作形式而改動(dòng)。