【LED熱管】LED熱管是什么，有何意義？LED調(diào)光實(shí)踐與反饋

LED的熱管理技術(shù)包括芯片、封裝和系統(tǒng)集成方面的熱管理。芯片方面，人們努力的提高材料的結(jié)晶質(zhì)量或設(shè)計(jì)新型結(jié)構(gòu)，來提高芯片本身的內(nèi)外量子效率，比傳統(tǒng)的低導(dǎo)熱率的藍(lán)寶石襯底芯片熱阻更小。

芯片（量子效率;功率密度;熱流擴(kuò)展;襯底材料等）

LED熱管理 封裝（封裝材料;封裝結(jié)構(gòu);封裝工藝等）

系統(tǒng)集成（制冷技術(shù);材料;工藝等）

LED散熱結(jié)構(gòu)說明（插圖路徑：使用插圖 LED散熱結(jié)構(gòu)說明）

1、 LED散熱的必要性（散熱問題是當(dāng)前半導(dǎo)體照明技術(shù)的技術(shù)瓶頸）

LED是個(gè)光電器件，其工作過程中只有10%～40%的電能轉(zhuǎn)換成光能，其余的電能幾乎都轉(zhuǎn)換成熱能，使LED的溫度升高。LED溫升是LED性能劣化及失效的主因。LED結(jié)溫上升，導(dǎo)致發(fā)光效率降低，可靠性差，使用壽命降低及發(fā)熱量增大等。

2、 解決方法

LED熱管理概況

（A） 改進(jìn)LED芯片、封裝的結(jié)構(gòu)和材料——上中游產(chǎn)業(yè)完成

（B） 系統(tǒng)集成，主要針對(duì)燈具散熱方式，提高換熱功率——散熱設(shè)計(jì)的工作

3、 LED燈具散熱結(jié)構(gòu)剖析

芯片（節(jié)點(diǎn)溫度控制在《85℃）—（熱阻小的產(chǎn)品有利于散熱）—燈珠基板——鋁基板（增加覆銅面積有利于熱量傳導(dǎo)）—（使用導(dǎo)熱硅膠）—散熱器殼燈（良好的結(jié)構(gòu)便于空氣對(duì)流）——周圍環(huán)境

LED調(diào)光的幾個(gè)小要點(diǎn)：

LED的發(fā)光原理同傳統(tǒng)照明不同，是靠P-N結(jié)發(fā)光，同功率的LED光源，因其采用的芯片不同，電流電壓參數(shù)則不同，故其內(nèi)部布線結(jié)構(gòu)和電路分布也不同，導(dǎo)致了各生產(chǎn)廠商的光源對(duì)調(diào)光驅(qū)動(dòng)的要求也不盡相同，因此控制系統(tǒng)和光源電器不匹配也成了行業(yè)內(nèi)的通病，同時(shí)LED的多元化也對(duì)控制系統(tǒng)也提出了更高的挑戰(zhàn)。如果控制系統(tǒng)和照明設(shè)備不配套，可能會(huì)造成燈光熄滅或閃爍，并可能對(duì)LED的驅(qū)動(dòng)電路和光源造成損壞。

市場上有五種LED照明設(shè)備控制方式：

1. 前沿切相（FPC），可控硅調(diào)光

2. 后沿切相（RPC）MOS管調(diào)光

3. 1-10V調(diào)光

4. DALI（數(shù)字可尋址照明接口）

5. DMX512（或DMX）調(diào)光

前沿切相控制調(diào)光

前沿調(diào)光就是采用可控硅電路，從交流相位0開始，輸入電壓斬波，直到可控硅導(dǎo)通時(shí)，才有電壓輸入。其原理是調(diào)節(jié)交流電每個(gè)半波的導(dǎo)通角來改變正弦波形，從而改變交流電流的有效值，以此實(shí)現(xiàn)調(diào)光的目的。

前沿調(diào)光器具有調(diào)節(jié)精度高、效率高、體積小、重量輕、容易遠(yuǎn)距離操縱等優(yōu)點(diǎn)，在市場上占主導(dǎo)地，多數(shù)廠家的產(chǎn)品都是這種類型調(diào)光器。前沿相位控制調(diào)光器一般使用可控硅作為開關(guān)器件，所以又稱為可控硅調(diào)光器。

在LED照明燈上使用FPC調(diào)光器的優(yōu)點(diǎn)是：調(diào)光成本低，與現(xiàn)有線路兼容，無需重新布線后沿切相控制調(diào)光。劣勢是FPC調(diào)光性能較差，通常導(dǎo)致調(diào)光范圍縮小，且會(huì)導(dǎo)致z低要求負(fù)荷都超過單個(gè)或少量LED照明燈額定功率。因?yàn)榭煽毓璋肟亻_關(guān)的屬性，只有開啟電流的功能，而不能完全關(guān)斷電流，即使調(diào)至z低依然有弱電流通過，而LED微電流發(fā)光的特性，使得用可控硅調(diào)光大量存在關(guān)斷后LED仍然有微弱發(fā)光的現(xiàn)象存在，成為目前這種免布線LED調(diào)光方式推廣的難題。E-Linker易聯(lián)專業(yè)研發(fā)的前沿切相LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)很好的解決了這個(gè)問題，通過驅(qū)動(dòng)電路的“C-TURN OFF”技術(shù)優(yōu)化避免“關(guān)不斷”和“頻閃壞燈”等難題。匹配E-Linker易聯(lián)前切相LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)的各類燈具可以與其他可控硅調(diào)光系統(tǒng)完美匹配，為用戶節(jié)省了線材及布線工時(shí)，解決了可控硅LED調(diào)光匹配性及不可關(guān)斷的混亂格局。　　

后沿切相控制調(diào)光

后沿切相控制調(diào)光器，采用場效應(yīng)晶體管（FET）或絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）設(shè)備制成。后沿切相調(diào)光器一般使用MOSFET做為開關(guān)器件，所以也稱為MOSFET調(diào)光器，俗稱“MOS管”。MOSFET是全控開關(guān)，既可以控制開，也可以控制關(guān)，故不存在可控硅調(diào)光器不能完全關(guān)斷的現(xiàn)象。另MOSFET調(diào)光電路比可控硅更適合容性負(fù)載調(diào)光，但因?yàn)槌杀酒吆驼{(diào)光電路相對(duì)復(fù)雜、不容易做穩(wěn)定等特點(diǎn)，使得MOS管調(diào)光方式?jīng)]有發(fā)展起來，可控硅調(diào)光器仍占據(jù)了絕大部分的調(diào)光系統(tǒng)市場。

與前沿切相調(diào)光器相比，后沿切相調(diào)光器應(yīng)用在LED照明設(shè)備上，由于沒有z低負(fù)荷要求，從而可以在單個(gè)照明設(shè)備或非常小的負(fù)荷上實(shí)現(xiàn)更好的性能，但是，由于MOS管極少應(yīng)用于調(diào)光系統(tǒng)，一般只做成旋鈕式的單燈調(diào)光開關(guān)，這種小功率的后切相調(diào)光器不適用于工程領(lǐng)域。而諸多照明廠家應(yīng)用這種調(diào)光器對(duì)自己的調(diào)光驅(qū)動(dòng)和燈具做調(diào)光測試。然后將自己的調(diào)光產(chǎn)品推向工程市場，導(dǎo)致工程中經(jīng)常出現(xiàn)用可控硅調(diào)光系統(tǒng)調(diào)制后切相調(diào)光驅(qū)動(dòng)的情況。這種調(diào)光方式的不匹配導(dǎo)致調(diào)光閃爍，嚴(yán)重的會(huì)迅速損壞電源或調(diào)光器。

1-10V調(diào)光

1-10V調(diào)光裝置內(nèi)有兩條獨(dú)立電路，一條為普通的電壓電路，用于接通或關(guān)斷至照明設(shè)備的電源，另一條是低壓電路，它提供參考電壓，告訴照明設(shè)備調(diào)光級(jí)別，0-10V調(diào)光控制器之前常用在對(duì)熒光燈的調(diào)光控制上，現(xiàn)在，因?yàn)樵贚ED驅(qū)動(dòng)模塊上加上了恒定電源，并且有專門的控制線路，故0-10V調(diào)光器同樣可以支持大量的LED照明燈。但應(yīng)用缺點(diǎn)也非常明顯，低電壓的控制信號(hào)需要額外增加一組線路，這對(duì)施工的要求大大提高。