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2012ChinaLED Forum Collections

Lighting Paper

肋片在LE

D灯具散热设计中的应用

普罗斯电器(中国)有限公司程恩来

摘要在如今的大功率LED灯具散热设计中，肋片的使用比较广泛。但由于灯具设计师

的传热学理论比较薄弱，肋片的使用并未获得应有的散热效果。文章介绍了肋片

设计过程中必备的传热学理论，并就影响肋片散热效果的因素展开讨论。文章以

肋片底部厚度设计为例，演示了LED灯具的肋片设计方法。

关键词LED灯具肋片散热

于LED灯具外壳的散热设计，行业内主要采取增加

1前言

散热肋片、使用散热风扇和平板热管等方法。但风扇的

LED(发光二极管)自问世以来，备受关注，由于寿命远低于LED的寿命，所以会致使LED灯具提前

它具有高光效、高显色性、长寿命等优点，各行业莫不失效；平板热管对热量传导的距离要求较高，而LED

致力于利用LED，使自己的产品更节能、更环保。近几灯具较小的体积不能满足这一要求，所以也不适用。采

年来，随着LED科技的快速发展，LED的发光效率进

用肋片散热不但成本低廉，而且制造简便，加之良好的

一步提高，LED的价格也大幅下降，以LED作为主要结构设计，肋片可以拥有良好的散热效率。文章即着重

照明设备的技术也日趋成熟，加之能源短缺和全球气于肋片的散热结构研究，力图找到影响肋片散热效率

候变暖的影响，比传统灯泡更节能、更环保的LED灯的因素，为LED灯具的散热结构设计提供理论依据。

势必成为新一代光源的代表。

2肋片散热涉及的传热学基础理论

但LED又是一种高发热率的电子元器件，过高

的温度会降低LED的发光效率、加快光强的衰减速在传热学中，热量主要有三种传递方式：传导、对

度、缩短LED的使用寿命，所以LED灯具必须具有流和热辐射。LED灯具的散热途径也无非是这三种。

良好的散热能力。现在主流的散热途径，多采用将 2．1传导

LED焊接到铝基板上，再将铝基板固定到灯具上。若传热学中认为：单位时间内，通过该层的导热热

要增强LED灯具的散热效果，可以从技术创新和结量与该处的温度变化率及平板面积成正比。把肋片的

构设计上进行突破。导热简化为一维稳态平壁导热模型后，可得其传导的

在技术创新方面，首先，可以设法提高LED的内傅里叶定律：

量子效率，以使其电一光转化效率提高、减少自身发热 cI)=q丰A=k*a木AT／B (1)

量；其次，可以研发新型廉价高导热材料，以增加传导在以上公式中，定义中为热流量、q为热流密度、

过程中的效率。虽然技术创新可以带来革命性的LED 入为平壁的热导率、A为平壁的面积、AT为平壁两表

灯具散热设计，但是也存在研发周期长、成果转化困面的温差、8为平壁的厚度。

难等问题。所以比较有成效的散热改进设计可以从结 2．2对流

构上进行。由于文章只研究无风扇的散热过程，所以只涉及

在结构设计方面，可以创新封装结构、优化LED 自然对流。在自然对流中，一个重要的公式是牛顿冷

灯珠在灯具中的布局或改进灯具外壳散热结构等。至却公式：

2侣I

2012

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