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发展历程如何通过散热来评价灯具的好坏？
小雷最近从后台留言发现，小伙伴问的最多的除了灯饰设计，灯具价格以外，也有很多向小雷求助怎么分辨一盏好灯坏灯的。今天小雷就在这里告诉大家在这个炎热的夏天，LED灯具是怎么散热的~
灯具的质量跟LED的散热有什么关系呢？LED灯具的热量传递有哪几种方式呢？LED的发热原因是什么呢？
热量传递的三种基本方式：“传导、对流、辐射”
传导：介质中存在温差时，不论介质是固体或液体，内部都有传热发生。
对流：一个表面与一种流体运动处于不同温度时，发生的热交换。
辐射：两个不同温度的物体表面之间不通过任何介质，以电磁波形式发生传热。
LED发热的原因：
图1是光源的层式结构示意图，不同的芯片有不同的特性，但是对于半导体光源的发光原理是相同的。LED光源发光是将电能转化为光能，然而电能不可以完全转化为光能，其中的一部分电能会转化为热能，因此导致光源在工作的时候伴随着发热的现象。电光转换的效率一般为20-30%，剩余的70-80%转换为热能。对于LED结温来说，有两个重要热源：
1.内部量子效率不高，即电子与空穴复合时，并不能100%产生光子。
2.内部的光子无法全部射出到芯片外部，反而转换成热能。
图1. 芯片内部结构图
温度VS寿命
由于LED发热的原因，所以LED灯具就要有散热装置，散热问题就成为评价灯具优劣的客观参数。LED的光衰、使用寿命和结温是密不可分的，散热不好，结温就高，光衰就快，寿命就更短。根据阿雷纽斯法则，半导体器件每下降10℃，寿命会延长2倍，从CREE公司发布的光衰曲线图(图2)可以看出，温度是影响灯具寿命的主要原因：
图2. 光衰与结温的曲线表
散热问题影响光源的应用，那么散热就是一个不得不考虑的重点问题。LED灯具的散热方式以及散热的组件结构示意如图3所示，通过每一层的导热，以及散热器的热对流将光源产生的热量逐渐传递向空气中，实现散热的目的。
图3. 灯具内参与散热的组件图
如何减少接触热阻，注意以下几点：
热阻小的散热材料，导热效果更好，为了更好的导热，每一层的散热必须做到最优。LED芯片到PCB，确保LED与PCB之间是可靠的焊接；锡膏是否完全融化；LED底板和PCB之间是否有间隙。PCB 到散热器，PCB与散热片之间需要有导热界面材料，界面导热材料的热导系数越高导热越好；确保PCB与散热片贴合平面的平面度；界面导热材料必须承受一定的压力。
图4. 散热器的截面图
图5示意了较为常见的散热问题图，合格散热组件的热度分布是均匀或对称的，这样不易造成光源内部温度不一致，防范出现光分布不均匀，因此大多灯具的光源都是位于灯具的中心位置。散热器热沉的厚度和热对流鳍片对散热效率影响极大，合格的灯具，散热器热沉厚度不能太厚也不能太薄，热对流鳍片的间隔距离以及厚度也不能太大或太小，这就是考核一个散热工程师的业务水平。
图5.合格与不合格的散热组件
对流换热的换热量根据如下的对流的公式可以看出：
我们需要设计h、A的最佳值，得到最优化的结果。热量Φ一定，散热面积大，则温差小，能达到更好的效果；同理：对流换热系数h值大，则温差小，能达到更好的效果；但是在实际的运用中，结构确定的情况下，换热面积和对流换热系数是相互制约的，A加大，将会导致h减小。也就是说，不是面积越大越好，面积增加大一定程度的时候，再加大面积，反而会带来不好的结果。
实例：
图6的灯具，通过软件论证，找出合适的后盖开孔尺寸，加强热对流系数，有效的降低光源结温，使得灯具的使用寿命延长，确保灯具的照明质量。图7是出模制作的实物，并进行实际的测试检验，直到达到合格。
图6. 空气流动失量图和灯具外壳云图描述
图7. NVC雷士照明导轨射灯的实物图
小雷已经告诉大家热从那里来及怎么散热，如何通过散热来评价灯具的优劣啦~ 在这里小雷希望各位要做一个不发烧的骚年~
灯具的质量跟LED的散热有什么关系呢？LED灯具的热量传递有哪几种方式呢？LED的发热原因是什么呢？
热量传递的三种基本方式：“传导、对流、辐射”
传导：介质中存在温差时，不论介质是固体或液体，内部都有传热发生。
对流：一个表面与一种流体运动处于不同温度时，发生的热交换。
辐射：两个不同温度的物体表面之间不通过任何介质，以电磁波形式发生传热。
LED发热的原因：
图1是光源的层式结构示意图，不同的芯片有不同的特性，但是对于半导体光源的发光原理是相同的。LED光源发光是将电能转化为光能，然而电能不可以完全转化为光能，其中的一部分电能会转化为热能，因此导致光源在工作的时候伴随着发热的现象。电光转换的效率一般为20-30%，剩余的70-80%转换为热能。对于LED结温来说，有两个重要热源：
1.内部量子效率不高，即电子与空穴复合时，并不能100%产生光子。
2.内部的光子无法全部射出到芯片外部，反而转换成热能。
图1. 芯片内部结构图
温度VS寿命
由于LED发热的原因，所以LED灯具就要有散热装置，散热问题就成为评价灯具优劣的客观参数。LED的光衰、使用寿命和结温是密不可分的，散热不好，结温就高，光衰就快，寿命就更短。根据阿雷纽斯法则，半导体器件每下降10℃，寿命会延长2倍，从CREE公司发布的光衰曲线图(图2)可以看出，温度是影响灯具寿命的主要原因：
图2. 光衰与结温的曲线表
散热问题影响光源的应用，那么散热就是一个不得不考虑的重点问题。LED灯具的散热方式以及散热的组件结构示意如图3所示，通过每一层的导热，以及散热器的热对流将光源产生的热量逐渐传递向空气中，实现散热的目的。
图3. 灯具内参与散热的组件图
如何减少接触热阻，注意以下几点：
热阻小的散热材料，导热效果更好，为了更好的导热，每一层的散热必须做到最优。LED芯片到PCB，确保LED与PCB之间是可靠的焊接；锡膏是否完全融化；LED底板和PCB之间是否有间隙。PCB 到散热器，PCB与散热片之间需要有导热界面材料，界面导热材料的热导系数越高导热越好；确保PCB与散热片贴合平面的平面度；界面导热材料必须承受一定的压力。
图4. 散热器的截面图
图5示意了较为常见的散热问题图，合格散热组件的热度分布是均匀或对称的，这样不易造成光源内部温度不一致，防范出现光分布不均匀，因此大多灯具的光源都是位于灯具的中心位置。散热器热沉的厚度和热对流鳍片对散热效率影响极大，合格的灯具，散热器热沉厚度不能太厚也不能太薄，热对流鳍片的间隔距离以及厚度也不能太大或太小，这就是考核一个散热工程师的业务水平。
图5.合格与不合格的散热组件
对流换热的换热量根据如下的对流的公式可以看出：
我们需要设计h、A的最佳值，得到最优化的结果。热量Φ一定，散热面积大，则温差小，能达到更好的效果；同理：对流换热系数h值大，则温差小，能达到更好的效果；但是在实际的运用中，结构确定的情况下，换热面积和对流换热系数是相互制约的，A加大，将会导致h减小。也就是说，不是面积越大越好，面积增加大一定程度的时候，再加大面积，反而会带来不好的结果。
实例：
图6的灯具，通过软件论证，找出合适的后盖开孔尺寸，加强热对流系数，有效的降低光源结温，使得灯具的使用寿命延长，确保灯具的照明质量。图7是出模制作的实物，并进行实际的测试检验，直到达到合格。
图6. 空气流动失量图和灯具外壳云图描述
图7. NVC雷士照明导轨射灯的实物图
小雷已经告诉大家热从那里来及怎么散热，如何通过散热来评价灯具的优劣啦~ 在这里小雷希望各位要做一个不发烧的骚年~