高亮度 LED 辐射散热解决方案PPT课件
LED散热分析_图文(精)
——LED 封装用环氧树脂的导热LED 为什么要散热?理论上LED 总的电光转换效率约为54% (这是非常理想的情况下的估计结果, 而制造工艺中的任何疏漏、材料上的任何缺陷均将造成其能量转换效率的下降，而基于目前LED 技术发展的水平，见诸报导的最高的电光转换效率还不到理论值的一半，而实际应用中更多的是不足其理论值的1/4 ！剩余的电能将以热能的形式释放，这就是LED 产生热的原因。
•LED 的热性能直接影响其：•1、发光效率－温度上升，光效降低。
•2、主波长－温度上升，蓝光向短波长漂移，其它颜色向长波长的漂移(红移。
•3、相关色温(CCT－温度上升，白光的相关色温升高，其它颜色的相关色温降低。
•4、正向电压－温度上升，正向电压降低。
•5、反向电流－温度上升，反向电流增大。
•6、热应力－温度上升，热应力增大。
•7、器件的使用寿命－温度上升，器件的使用寿命减短。
•8、如果LED 封装有荧光粉，环氧树脂等，温度的上升还将导致这些材料发生劣化。
假如以结温为25度时的发光为100%，那么结温上升至60度时，其发光量就只有90%；结温为100度时就下降到80%；140度就只有70%。
可见改善散热，控制结温是十分重要的事。
而且，结温不但影响长时间寿命，也还直接影响短时间的发光效率，例如Cree 公司的XLamp7090XR-E 的发光量和结温的关系如图2所示。
一、LED为什么要散热图1. 光衰和结温的关系LED的散热现在越来越为人们所重视，这是因为LED 的光衰或其寿命是直接和其结温有关，散热不好结温就高，寿命就短，依照阿雷纽斯法则温度每降低10℃寿命会延长2倍一、LED为什么要散热•除此以外LED 的发热还会使得其光谱移动；色温升高；正向电流增大（恒压供电时）；反向电流也增大；热应力增高；荧光粉环氧树脂老化加速等等种种问题，所以说，LED 的散热是LED 灯具的设计中最为重要的一个问题。
一、LED 为什么要散热二、散热途径热传导和对流需要借助介质进行，而热辐射则不需要(如真空中热量传递基本方式：热传导、热对流、热辐射。
LED灯的辐射散热
LED灯的辐射散热新散热方式 ! 可将传统钨丝灯改为LED灯,玻璃壳, 外型不变,效能更高,而且可自动化大量生产。
灯种如下图所示 :其隆机械股份有限公司的制程如下简介:灯泡玻璃外壳内部涂一层辐射材料，而且光源能够透过使得灯壳有透光及辐射散热的效果！LED的热源能够快速传导到灯壳和灯头上，借由灯头(E27)传导到灯具上帮助LED灯散热。
而此灯壳也能将 LED的点光源扩散成面光源！AC LED日光燈玻璃燈管內部塗一層輻射材料。
燈管內的LED燈的熱能迅速傳導至玻璃管上的輻射塗料而產生輻射散熱。
此輻射材料有透光及散熱的效果也能將LED的點光源擴散成面光源。
LED灯的散热方式有传导、对流与辐射三种。
目前LED灯设计都是以传导对流为主。
辐射方面，很多厂商不将其考虑在内。
但是辐射散热对LED灯是很重要的。
现在LED灯的传导散热只是基于LED灯内部传导而已，仅将LED灯所产生的热传导至LED灯的散热片上，而散热片再来产生对流散热。
以上的方法实际应用上对LED灯散热效果比较差的！LED灯实际点灯都是在灯具内比较多，而灯具将整个LED灯包住使得LED灯在点灯后经过一段时间，由于温度已平衡所以对LED灯的对流效果比较差，LED的温度也相对提高而影响LED 灯内部的LED及相关电子零件的寿命。
以目前LED灯的传导散热是只限于LED灯内部传导，很少传导到灯具上帮忙LED灯散热使得传导散热效果差。
因为灯具会使得LED灯的对流散热变差，而在很多厂商在灯具上开了很多孔洞使得LED灯的散热变得比较好，但是产生了另一个问题，就是LED灯会沾灰尘的问题，此会使得对流散热变差。
而对流散热最主要是空气要流动，而我们一般LED灯在灯具内空气是不流动的，即使开了很多孔洞，空气的流动是有限的，因对流散热，如果空气不流动，则对流散热的效果会变差，除非加一个风扇使空气流动。
但整组成本相对提高！其隆机械股份有限公司针对以上的缺点重新做了新的设计，加重在传导散热及辐射散热。
LED散热原理与技术简介-PPT精选文档
LED散热原理与技术简介
产生热量的原因2
1. 芯片PN结处发出的光子在通过芯片表面的时候，由于芯片的折射 率远大于空气和封装用的硅胶，存在全反射的现象，导致到达表 面的光子被反射回芯片内部，最终转换成了热量。外量子效率的 定义为： ηex ＝芯片发射出的光子数量/PN结产生的光子数量。 通常外量子效率从3％～30％不等（2019年）
单色LED光谱分布
白炽灯光谱分布
LED散热原理与技术简介
散热的重要性
1.温度对LED的影响 荧光粉 光谱分布 光输出
LED散热原理与技术简介
1.1 温度对黄色荧光粉激发效率的影响
LED散热原理与技术简介
1.2 光谱分布对色温和色坐标影响
LED散热原理与技术简介
测量结果
LED散热原理与技术简介
LED散热原理与技术简介
LED散热原理与技术简介
LED热学特性及散热分析
LED散热原理与技术简介
产生热量的原因1
图 (a)电子与空穴结合产生辐射复合，辐射光子能量为hv≈Eg。 图(b)在非辐射复合中，电子与空穴结合后转化为晶格振动（以热量的形式表现） 在目前的技术条件下，不同波长的LED芯片中，非辐射复合百分比从1％（红橙色）～97
A代表传热的面积(或是两物体的接触面的温度差，单位：℃；
因此，从公式我们就可以发现，热量传递的大小与热传导系数、热传
热面积成正比，同距离成反比。
LED散热原理与技术简介 几种常见金属材料的热传导系数（20℃）
LED散热原理与技术简介
对流 : 对流指的是流体(气体或液体)与固体表面接触，造成流体从固 体表面将热带走的热传递方式。
高亮度 LED 辐射散热解决方案ppt课件
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热辐射
•热辐射是远距离传热的主要方式 •如太阳的热量就是以热辐射的形式，经过
宇宙空间再传给地球的
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奈米薄膜高效率幅射散热
获美国西北太平洋国家实验室及奥勒冈州立大学验证同类奈米级涂料的 毛细现象(capillary pumping action)对散热效率的大幅提升 正翰的奈米涂料为三角金字塔形八面结晶体,散热表面积比该研究机构所 提出的奈米结晶结构面积更均匀/更大, 散热效率远高于此机构的研究 正翰专利申请早于此机构之发明,且散热效率更好
• 1996 National Invention – Golden Brain (全国发明展金头脑奖)
另尚有40项散热 国际专利
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No.
專利名稱 (Patent Items)
1 遠紅外線陶瓷平板發熱模組(塊) Far le
2 吹風機加熱模塊固定結構 Hair Dryer Heating Module Sitting Strucuture
8 板上晶片發光二極體結構 LED Dice on Board Strucrure
9 陶瓷印刷電路板結構 Circuit Printing on Ceramic Structure
10 遠紅外線陶瓷燈泡結構 Far Infrared Ceramic Light Bulb Structure
11 發光二極體路燈 LED Street Light Structure
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陶瓷輻射散熱結構 Ceramic Radiant Heat Dissipation Structure
15 發光二極體封裝結構及其製作方法 LED Packaging and Production Process
led灯散热解决方案
led灯散热解决方案LED灯散热解决方案1. 引言随着LED（Light Emitting Diode，发光二极管）应用的广泛普及，人们对其进行了更高的要求，包括更大的亮度和更长的寿命。
然而，高亮度LED的工作温度也相应增加，这给LED灯的散热带来了挑战。
良好的散热设计能够有效降低LED的工作温度，延长其寿命。
本文将介绍led灯散热解决方案，以帮助设计师合理解决这一问题。
2. 散热原理LED灯在工作时会产生热量，如果不能及时有效地将热量散发出去，将会导致LED的温度升高。
过高的温度会降低LED的光效，甚至损坏LED。
因此，散热是保证LED长期稳定工作的关键。
散热的原理主要有三种：2.1 空气对流散热空气对流是利用空气的流动来带走LED灯产生的热量。
散热片或散热器的设计可以增加表面积，加速周围空气的流动，提高对流散热效果。
为避免灰尘等杂物堵塞风道，维护通风畅通也十分重要。
2.2 热传导散热热传导散热是指利用好导热材料，通过导热基板等方式，将LED灯产生的热量迅速传导到周围环境。
导热材料应具有高热导率，以确保效果。
同时，热源和散热器之间的接触面积和接触压力也需要充分考虑。
2.3 辐射散热当LED灯的温度高于周围环境时，会通过辐射的方式将热量传递出去。
LED灯的外壳设计应具备较大的表面积，充分发挥辐射散热的效果。
同时，LED灯的外壳材料也应选择具备较好的热辐射特性的材料。
3. 散热解决方案根据上述散热原理，以下列举几种常见的LED灯散热解决方案：3.1 散热片散热方案散热片是一种将热量从LED灯传导到周围环境中的散热方式。
通过选择合适的散热片材料，如铝材等，并将散热片缠绕在LED灯的散热部分，可以有效地提高LED灯的散热效果。
此外，散热片的设计应考虑到空气对流的影响，例如设置散热片孔洞以增加空气流动。
3.2 散热器散热方案散热器是通过放大导热界面的表面积，帮助热量更快地散发到周围环境中的散热方式。
常见的散热器材料包括铝和铜，它们具有较高的热导率。
02330_LED散热基础培训教程课件
选用导热性能良好的材料，如铝合金等，提高LED灯具的散热效率。
2024/1/24
热仿真分析
利用热仿真软件对LED灯具进行热分析，优化散热结构，确保灯具在 长时间工作时能够保持稳定。
24
案例二：LED显示屏的散热解决方案
散热系统设计
设计合理的散热系统，如散热通道、散热 片等，确保LED显示屏在工作时能够及时
实施改进措施后，重新进行散热测试，验证改进 效果是否达到预期。
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PART 06
LED散热应用案例
2024/1/24
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案例一：高效散热LED灯具设计
散热需求分析
根据LED灯具的功率和工作环境，分析散热需求，确定合适的散热方 案。
散热结构设计
设计合理的散热结构，如散热片、散热风扇等，确保LED灯具在工作 时能够及时将热量传导出去。
分析测试结果
根据测试数据，分析LED灯具的散热 性能，包括热阻、结温等关键参数。
Hale Waihona Puke 20散热性能的评价指标01
02
03
热阻
表示LED灯具散热能力的 指标，热阻越小，散热性 能越好。
2024/1/24
结温
LED芯片内部的温度，结 温过高会影响LED的发光 效率和寿命。
温度均匀性
LED灯具表面温度的分布 情况，温度均匀性越好， 散热效果越佳。
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散热结构的设计原则
热阻最小化
结构紧凑
优化散热路径，减小热阻，提高散热效率 。
在满足散热需求的前提下，尽量减小散热 器体积和重量。
易于制造和安装
适应性和可扩展性
设计时应考虑制造和安装的便捷性，降低 成本。
设计应具有一定的适应性和可扩展性，以 适应不同功率和规格的LED。
LED散热基础培训教程 PPT课件
在大多数情况下，高功率LED将被安装在金属核心印刷电 路板（PCB）上，该板会和一个散热片相连接。热量通过 传导方式从LED接合点流经PCB，到达散热片。散热片通 过对流方式将热量散发到外部环境中去。在大多数LED应 用中，与LED接合点和导热板之间，以及导热板到外界环 境之间相比，LED和PCB和/或散热片之间的接触热阻还是 相对较小的。
Rth h-a = (145°C - 55°C –8°C/W x 6.825 W/6 – 1°C/W x 6.825 W)/6.825 W = 10.85°C/W
为了使得接合点的温度在最恶劣工作环境下低于 145°C，我们必须选择从散热片到空气间热阻值低于 10.85°C/W的散热片。也可以根据散热片制造商所公 布的数据或者通过建模和检测来选择具有所需特性的 散热片。
LED散热设计培训教程
目录
１.热学的基本概念 ２.常见的散热方式和相应
的理论计算方法
３.LED光源热设计的相关 信息
４.灯具散热设计注意事项 ５.灯具热测试的几个重要
条件
６.散热技术
7.LED热量管理 8.热管理技术 9.LED散热的设计和选择 10.热分析中常用的软件 11.其它新型散热技术 12.如何测量LED节温
五. 灯具热测试的几个重要条件
六. 散热技术
七. LED热量管理
在固态照明行业， LED 在亮度方面处于领先地位，它提供 可回流焊设计，从而更加便于使用和热量管理。采用 LED 的照明应用不仅使光输出最大化，而且提高了设计灵活性， 同时将对环境的影响降到最低。
它们在专业性和通用性照明应用中都得到了广泛的使用。 当设计使用LED的照明系统时，最关键的设计参数之一就 是该系统从LED接合点排除热量的能力。 LED接合点很高 的工作温度会破坏LED的性能，导致光输出衰减和工作寿 命减少。
LED散热问题的解决方案
LED散热问题的解决方案LED（Light Emitting Diode）是一种高效、节能、环保的照明产品，被广泛应用于室内外照明、显示屏、汽车灯等领域。
然而，随着LED的高亮度和高功率特性，其散热问题也逐渐凸显出来。
散热不良会导致LED的寿命缩短、亮度降低甚至灯珠烧坏。
因此，解决LED散热问题是提高LED产品性能和寿命的关键。
一、散热原理及影响因素1. 散热原理：LED散热是通过将LED芯片产生的热量传导到外部环境中，以保持LED芯片的温度在安全范围内。
散热的方式主要有导热、对流和辐射三种。
2. 影响因素：LED散热问题受多种因素影响，主要包括以下几个方面：a. LED芯片功率：功率越高，产生的热量就越多，散热难度也就越大。
b. 散热材料：散热材料的导热性能直接影响散热效果。
常见的散热材料有铝基板、铜基板、陶瓷基板等。
c. 散热结构：散热结构的设计合理与否直接影响散热效果。
包括散热片、散热器、散热底座等。
d. 工作环境温度：环境温度高会导致LED芯片温度升高，进而影响散热效果。
e. 使用方式：LED产品的安装方式、使用场景等也会影响散热效果。
二、解决LED散热问题的方案为了解决LED散热问题，以下是一些常见的解决方案：1. 散热材料的选择：a. 铝基板：铝基板具有良好的导热性能和较低的成本，是常用的散热材料之一。
b. 铜基板：铜基板的导热性能优于铝基板，但成本较高，适合对散热要求较高的LED产品。
c. 陶瓷基板：陶瓷基板具有良好的绝缘性能和导热性能，适合于一些特殊环境下的LED产品。
2. 散热结构的设计：a. 散热片：合理设计散热片的数量、形状和材质，增大散热面积，提高散热效果。
b. 散热器：选择合适的散热器，如风冷散热器、水冷散热器等，提高散热效率。
c. 散热底座：使用散热底座与散热材料接触更密切，提高散热效果。
3. 散热系统的优化：a. 风扇散热系统：增加风扇数量、提高风扇转速，增强对LED散热的风冷效果。
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• 热辐射以电磁辐射的形式发出能量。
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热辐射
•热辐射是远距离传热的主要方式 •如太阳的热量就是以热辐射的形式，经过
宇宙空间再传给地球的
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奈米薄膜高效率幅射散热
获美国西北太平洋国家实验室及奥勒冈州立大学验证同类奈米级涂料的 毛细现象(capillary pumping action)对散热效率的大幅提升 正翰的奈米涂料为三角金字塔形八面结晶体,散热表面积比该研究机构所 提出的奈米结晶结构面积更均匀/更大, 散热效率远高于此机构的研究 正翰专利申请早于此机构之发明,且散热效率更好
优势散热对策
SUPA Tech LED 热辐射散热技术
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2
目前高功率白光LED持续困扰的问题
散熱
發光 亮度
使用 壽命
價格
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3
Байду номын сангаас传递方式
•物质(系统)内的热量转移的过程
三种热传递方式
–热对流 –热传导 –热辐射
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热对流
• 液體或氣體中較熱部分和較冷部分之間通 過迴圈流動使溫度趨於均勻的過程。
• 熱對流是液體和氣體中熱傳遞的主要方式
Dissipation Film Applying to LED Structure
13 具有熱輻射散熱層的發光二極體 LED Heat Dissipation Layer with Radiation
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陶瓷輻射散熱結構 Ceramic Radiant Heat Dissipation Structure
10 遠紅外線陶瓷燈泡結構 Far Infrared Ceramic Light Bulb Structure
11 發光二極體路燈 LED Street Light Structure
具有透明導電熱輻射散熱薄膜的發光二極體
12 結構 Transparent Electrical Conducting Heat
15 發光二極體封裝結構及其製作方法 LED Packaging and Production Process
16 發光二極體封裝結構 LED Packaging Strucure
Country
Status
China Taiwan
Int.
Proved (No.：M330709)
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三角金字塔形八面结晶体 散热面积大且均匀
正翰奈米涂层30 万倍显微镜放大图
该研究员声称，该"技术有助于先进雷射原件、 雷达或供率电子组件的散热，可应用在高性能 .计算机、军事航天、电动车或是再生能源系统9 ”
(数据源:电子工程专辑 2010年06月17日)
奈米薄膜辐射散热散热效果
正面 = 250°C
温度分布 =均匀(指向性)
反面= 50°C 温度分布 =均匀
由此证明,正翰LED 模块可将 LED所产生的热,很均匀且快速的 利用远红外线的辐射方式移除,有效. 提升 LED的 performance 10
专利与奖项
• 1997 iENA - UNE MEDAILLE D’OR (德国纽伦堡国际发明展金牌奖)
具蜂巢狀輻射散熱裝置之發光二極體結構
7 LED Heat Radiant Dissipation with Honey
Corn Structure
8 板上晶片發光二極體結構 LED Dice on Board Strucrure
9 陶瓷印刷電路板結構 Circuit Printing on Ceramic Structure
2 吹風機加熱模塊固定結構 Hair Dryer Heating Module Sitting Strucuture
3 半導體電熱膜之製法 Semi-conductor thermal film process
熱輻射散熱薄膜結構及其製作方法
4 Heat Radiant Dissipation film structure &
• 1996 Inventions Geneva – Gold (瑞士日内瓦国际发明展镀金牌奖)
• 1996 National Invention – Golden Brain (全国发明展金头脑奖)
另尚有40项散热 国际专利
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No.
專利名稱 (Patent Items)
1 遠紅外線陶瓷平板發熱模組(塊) Far Infrared Ceramic Heating Module
• 氣體的對流現象比液體明顯。
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热传导
• 热量从系统的一部分传到另一部分或由一 个系统传到另一系统的现象叫做热传导。
• 热传导是固体中热传递的主要方式。
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热辐射
• 物体因自身的温度而具有向外发射能量的 本领，这种热传递的方式叫做热辐射。
• 热辐射虽然也是热传递的一种方式，但它 和热传导、对流不同。它能不依靠媒介把 热量直接从一个系统传给另一系统。
production process
5 熱輻射散熱薄膜結構 Heat Radiant Dissipation film structure
熱輻射散熱發光二極體結構及其製作方法
6 Heat Radiant Dissipation on LED structure &
production processes
高亮度 LED 輻射散熱解決方案
正翰科技股份有限公司 景德鎮正宇奈米科技股份有限公司
SUPA Technology Co., Ltd. JINGDEZHEN FARED Technology Co., Ltd.
九江正展光電有限公司
JIUJIANG FARED Optics Co., Ltd.
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1
光耀21世纪- LED散热技术新革命
Int.
Proved (No.：M330008)
USA
Proved (No.：5725912)
China Taiwan
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