大功率LED的散熱設計

近年來，大功率LED發展較快，在結構和性能上都有較大的改進，產量上升、價格下降；還開發出單顆功率為100W的超大功率白光LED。與前幾年相比較，在發光效率上有長足的進步。例如，Edison公司前幾年的20W白光LED，其光通量為700lm，發光效率為35lm/W。2007年開發的 100W白光LED，其光通量為6000lm，發光效率為60lm/W。又例如，Lumiled公司最近開發的K2白光LED，與其Ⅰ、Ⅲ系列同類產品比較如表1所示。從表中可以看出：K2白光LED在光通量、最大結溫、熱阻及外廓尺寸上都有較大的改進。Cree公司新推出的XLamp XR～E冷白光LED，其最高亮度擋QS在350mA時光通量可達107～114lm。這些性能良好的大功率LED給開發LED白光照明燈具創造了條件。

前幾年，各種白光LED照明燈具主要是采用小功率Φ5白光LED來做的。如1～5W的燈泡、15～20W的管燈及40～60W的路燈、投射燈等。這些燈具使用了幾十到幾百個Φ5白光LED，生產工藝復雜、可靠性差、故障率高、外殼尺寸大，并且亮度不足。為改進上述缺點，這幾年逐步采用大功率白光LED來替代Φ5白光LED來設計新型燈具。例如，用18個2W的白光LED做成的街燈，若采用Φ5白光LED則要幾百個。另外，用一個1.25W的 K2系列白光LED，可做成光通量為65lm的強光手電筒，照射距離可達幾十米。若采用Φ5白光LED來做則是不可能的。

圖1 結溫TJ與相對出光率關系圖