大功率LED LED散热 LED散热器
    所谓led(Light-emitting Diode的缩写) 灯是指采用半导体发光二极管技术做为发光源的一种新型环保照明产品。LED 灯具有省电节能，易控制、免维护、安全环保、使用寿命长等特点，其使用寿命可达50,000-100,000小时，远超过传统钨丝灯泡的 1,000 小时及萤光灯管的10,000 小时。LED作为一种新型的节能、环保绿色光源产品，必然是未来发展的趋势。

　　不过目前LED灯具产品尚有不足，除价格较高外，发光效率偏低，工作时会产生较多的热量，需要散热器将热量导出并散发到环境中，否则将会影响LED的寿命甚至无法工作。

　　一. 普通照明大功率LED灯具(1W以上)介绍

　　1. 常见类型——球泡灯、射灯、蜡烛灯、管灯、吸顶灯、路灯、车灯等，并根据接口的规格不同有很多型号(部分灯具样品如下图)：

　　2.构成——通常包括灯罩、LED灯板、散热器、驱动电源、接口、绝缘胶或套(一般用于金属散热器)等(如下图示)：

　　二.LED散热器的作用及工作原理介绍

　　散热器的主要作用是将LED芯片工作中产生的热量不断导出并散发到环境中，使芯片的温度保持在所要求的范围内，从而保证LED灯能够正常工作。散热器的好坏主要取决于散热器的热阻，热阻越小，相同条件下LED灯结温越低，LED结温越低，芯片使用寿命就会越长。散热器的热阻应该包括导热热阻和散热热阻两部分。对于一定形状的散热器，导热热阻主要与散热器材料的导热系数有关，导热系数越大，导热热阻越小，导热效果越好;在一定环境条件下，散热热阻主要取决于散热器的散热面积以及散热器表面材料的辐射系数，散热面积越大、辐射系数越高，散热热阻越小，散热效果越好。因此，LED灯具散热器必须具有一定的散热面积，同时制作散热器的材料必须具有一定的的导热性和较高的热辐射系数;另外，导热材料本身还应具有重量轻、易加工、价格低等特点。

　　三. 常见LED散热器不同材质介绍

　　所谓LED散热器就是能够将LED芯片工作中产生的热量快速地导出并散发到环境中的一个元件，因此作为散热器仅具有一定的散热面积是不行的，制作散热器的材料必须具有一定的导热性，也就是要具有较高的热导率，才能将芯片产生的热量不断导出，并最终散到环境中;当然对于导热材料，除了导热性外，还应当具有比重小、价格低、强度高、容易加工等特点。

　　常用材料通常包括金属材料，无机非金属材料和高分子材料三大类，其中高分子材料又包括塑料、橡胶、化学纤维等。导热材料一般为金属和部分无机非金属材料。在常见金属中，铝和铜的导热系数比较高，但铜的价格高，比重大，加工性不如铝，而铝质散热器完全能满足LED散热的要求，因此在LED金属散热器中以铝质散热器为主，铜质散热器并不多见，另外也有少量散热器是铁质的。导热性好的无机非金属材料加工前一般多为粉末状，需要经过特种工艺加工成型，加工成散热器后基本为陶瓷状;有些无机非金属材料导热系数很高又非常绝缘，但价格很高，如金刚石、氮化硼、氮化铝等;有些虽然导热系数高但不绝缘，类似金属，如石墨、碳纤维等;并且将无机非金属粉末加工成形状复杂的陶瓷散热器是非常困难的，因此，虽然陶瓷LED散热器是有应用的，但存在很大的局限性，需要进一步完善和提高。高分子材料本身导热性是比较差的，但如果将导热性好的金属粉末或非金属粉末添加到塑料或橡胶中，制成导热塑料或橡胶等，其导热性会大幅提高。导热橡胶因其特有的弹性，是其它导热材料无法替代的，因此在某些领域已经广泛应用，但因其刚性较差，作为散热器材料可能不太合适，目前尚未见相关报道;导热塑料单独或配以金属嵌件做成的LED散热器是最近开发成功的新一代LED散热产品，如果设计得当，可以达到压铸铝散热器的散热效果，并且外表面绝缘，使用更加安全，是今后LED散热器发展的方向。下面就几种常见不同材质的LED散热器简单作一介绍。

　　1.铝质散热器——目前较常见的LED散热器主要是铝质散热器，一般包括压铸铝和拉伸铝散热器两种。主要原因是金属铝的导热系数较高，比重小，易加工，价格便宜等。其中压铸铝散热器是目前最常用的，其导热系数70-90W/m.K，外形较美观，形状可多变，价格适中;缺点是本身不绝缘，为了安全需要增加绝缘胶或套，而绝缘胶或套一般导热较差，对散热是不利的，同时成本也会增加。另外，压铸铝散热器模具成本高，不利于新品的开发;生产过程需要消耗较多的能源，并且二次加工成本偏大。拉伸铝散热器导热系数200W/m.K左右，导热很好，一次加工成本较低，但往往需要二次加工，二次加工成本较高，而且形式较单一，同样需要增加绝缘处理，目前主要用于路灯及较大功率的室内LED照明。

　　2.导热塑料散热器——由国外几家大公司开发出的导热塑料LED灯具散热器，不仅解决了铝质散热器本身不绝缘的问题，而且散热器的重量也有所减轻。目前生产LED散热器导热塑料的公司主要有荷兰的帝斯曼，美国的SABIC，日本的 东丽公司等。导热塑料主要是由尼龙、PBT等耐热性好的塑料加入高导热的无机填料，如氮化铝、氮化硼等组成;其本身导热系数并不是很高，一般只有1-6W/m.K左右，用导热塑料单独制成的LED散热器散热性也不是很好，只能用于较小功率的LED产品，因此实际上导热塑料散热器一般是由导热塑料和内嵌铝件两部分组成。铝件采用冲压铝材，导热系数200W/m.K以上，这种铝塑复合散热器的散热性甚至可以与压铸铝散热器的散热效果接近或相当，加工也相对容易。但是，现有导热塑料的售价是相当高的，，制成散热器的价格也比压铸铝散热器高，虽然在一些生产LED灯具的大公司如飞利浦公司等有一定应用，但近期是无法大量替代铝质散热器的。