大功率LED照明灯具的光学及散热技术的研究.pdf

… … … … … … … … … … ． 掌 熏 一I 大功率LED照明灯具 的光学及散 热技 术窗与研 究 浙江工贸职业技术学院 李庆海 【摘要】大功率IED照明灯具的光学及散热技术主要通过研发一种大功率LED照明灯具通过对LED模组的内部结构、发光特性、散热特性及 电源连接控制等方面的研究， 优化大功率LED生产工艺，改进现有生产的技术不足，研发出具有大照射角度、高散热长寿命的大功率LED灯具，降低了生产成本，提高大功率LED灯具的可靠性，提高 其光学品质和光输 出效率 。 【关键词 】散热 ；LED；光学 目前大功率LED正处于大力推广应用阶 一 LED芯片和第一透镜构成一个模组 ，每个模 三、研发大功率LED灯具的散热冷却装置 段，在 《“十二五”节能减排综合性工作方 组在透镜底部处设置有杯罩，使模组呈倒梯形 的研发 案》中，半导体照明已被列入即将重点推进 的 安装于基板上，且其梯形角度 0按照设定角度 对于大功率LED芯片在生产工艺阶段就要 节能减排技术产业化示范项 目范畴。LED的优 固定封装，该角度 0的设置结合透镜作用， 对LED芯片 内部和封装的热设计，为确保大功 越性能使其应用范围非常广泛，特别是大功率 可使点光源变为面光源 ，增大单个LED面光源 率LED发光器件正常可靠的工作，需要配置合 LED照明器的出现，使得LED的应用市场更具规 出射光的角度 ，同时也增大LED 面光源 的照射 适的外部散热器，通过散热器确保LED结温在 模 。LED主要应用在背光源、显示屏、汽车照 面，也提高了LED面光源的出光均匀度 ；二次 安全结温之 内且能长期正常地可靠工作 。本项 明、景观装饰、信号指示灯、通用照明市场等 配光装置 的第二组LED芯片和第二透镜则采用 目采用液态金属冷却系统的研发应满足LED芯 相关领域 。其 中通用照明市场 ，随着大功率 平面排列的方式，将第二组LED芯片和第二透 片最高允许的工作温度和功耗：满足LED芯片 LED的出现，大功率LED开始广泛用于特殊用途 镜构成 LED光源 ，LED光源在基板的横纵方 向 使用对冷却系统的限制要求：散热设计应符合 的专用照明系统。在照明市场 ， 目前大功率 上呈非对称形状安装，通过调整二次配光弧面 与其有关的标准、规范规定的要求 。大功率 LED仍面临着发光效率低、散热不好、成本过 的曲率与LED面光源 的间距 的组合设计，再次 LED灯具的主要热性能参数为结温和热阻，LED 高等 问题 。 目前应用主要在路灯、隧道灯、酒 调整出光的均匀性。 封装材料的热阻较大，散热能力有限，还要通 店、高档写字楼等对价格不是很敏感的场合 。 过芯片 内部热沉 向外传递热量，散热冷却系统 从长远看如果大功率LED的生产规模进一步扩 在封装结构上采用大面积芯片倒装结构、金属 大，成本进一步降低 ，其节能和长寿命 的优势 线路板结构、导热槽结构、微流阵列结构等； 足以弥补价格偏高的劣势，到时LED将成为一 材料选取合适基板材料和粘贴材料，用硅树脂 种最有竞争力的新型光源 ，且市场潜力将是巨 代替环氧树脂，采用新型导热涂层散热材料 大的。 来解决导热 问题 。大功率LED灯具散热冷却装 一 、 独特的大功率LED灯具的结构与工艺 置在LED灯具的封装后面加装温度传感器进行 改进 检N