无论是L ED 功率器件还是模组,增加光输出的瓶颈是散热问题。增加功率使热量积聚,造成结温升高,而结温升高会导致发光效率下降、发光波长移动、寿命降低。散热的最理想方案无疑是利用产生的热量作为能源,将热量转移出器件,而将热管技术应用到灯具式模组的散热中,正是这种措施,突破了Haitz 定律,使单个封装L ED 器件的光通量输出更快地达到通用光源的要求。
1 热管技术
热管散热技术是1963 年美国G1W1Grover 发明的。热管是依靠自身内部工作液体相变来实现传热的传热的元件。热管一端为蒸发端,另一端为冷凝端,它是由高纯度的无氧铜管及铜网组成,内充适量的液体作为工作流体。当受热端将工作液体蒸发成气相,气流经过中空管道流到冷却端,冷却后将工作流体凝结成液相,冷凝液再借铜网的毛细组织吸回受热端,如此完成吸放循环,即通过液体物质的相变化并循环不止,快速进行,可在一定的温差下将热量源源不断的传导开来。其特点是重量轻、结构简单、热传热量大,速度快、耐用寿命长,容易存放保管,本身不耗电。
2 热管技术LED 点光源
Neopac 公司巧妙地将热管技术应用于功率L ED 模组的散热上,他们在热管上加上一系列环绕热管的圆形散热翼片,以增强热量向环境的转移,将芯片安装在热管热端的顶部,这种热管是通常用作功率L ED 热沉铜的导热性高100 倍。表1 列出了热管长度、圆翼直径与热阻、耗散功率之间的关系。可见热阻很低,80 mm 长,圆翼直径20 mm ,热阻为1210 ℃/ W ,长度增加到110 m , Rja = 919℃/ W ,圆翼直径增加到30 mm , Rja = 616 ℃/ W。圆翼直径增加到75 mm , Rja = 219 ℃/ W。例如,66mm 长的热管,30 mm 圆翼直径,在其顶部封装光源直径仅515 mm ,约0124 cm2 ,芯片上能耗散5 W ,仍保持结温103 ℃,安全限制为120 ℃。相应热流达到500 W/ cm2 》》