热及光的原理-文档资料

1、 2009 Bridgelux, Inc.Bridgelux ConfidentialLED 应用技术介绍应用技术介绍Mark MaTechnical Support Department2010 2009 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential 2009 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential热热的基本的基本传传播型式播型式热热的基本三的基本三个个传传播型是分別播型是分別为为:接触接触(Conduction)、对对流流(Convection)与与辐射辐射(Radiation)。其中其中,以以热热的的接接触触最最为为有效有

2、效与与快速快速,辐射辐射最慢最慢。 2009 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential热径的观念热径的观念.热源是从数组中的组成芯片因为电光转换效应所产生的热源是从数组中的组成芯片因为电光转换效应所产生的.产生的热通过支架与导热材料导热到的照明系统后进行散热。产生的热通过支架与导热材料导热到的照明系统后进行散热。这是热量转移的重要关键。这是热量转移的重要关键。.系统中最终是通过散热器上的鳍片大面积的跟空气接触系统中最终是通过散热器上的鳍片大面积的跟空气接触(主要是主要是传导传导与与对流对流)进行散热进行散热 .高温的热空气将热带走然后扩散到周围的空高温的热空气

3、将热带走然后扩散到周围的空 气，并辐射到周围气，并辐射到周围 2009 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential功率的功率的计算计算 2009 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential热热阻的阻的计算计算使用使用简易简易的的串联串联方式方式来计算热来计算热阻阻 2009 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential热的传递热的传递最佳的热传递方式，就是传导；指物质（通常为固体）相邻最佳的热传递方式，就是传导；指物质（通常为固体）相邻分子间的热传递。分子间的热传递。自然界有两大热绝缘体。一是真空，二

4、是空气。因此，用充自然界有两大热绝缘体。一是真空，二是空气。因此，用充足的热接口材料来排出空气，至关重要。不过，如果热接口足的热接口材料来排出空气，至关重要。不过，如果热接口材料过量，如超过材料过量，如超过0.3毫米，则系统热阻便又会开始增加。毫米，则系统热阻便又会开始增加。表面上，这似乎无关紧要。需要考虑的是，虽然热接口材料表面上，这似乎无关紧要。需要考虑的是，虽然热接口材料的散热性能优于排出空气的作用，但比热沉上导热的金属要的散热性能优于排出空气的作用，但比热沉上导热的金属要差得多。差得多。 2009 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential导热膏导热膏的

5、使用的使用错误错误二二:胶胶量过少且不量过少且不均均,易造成易造成接触面不足接触面不足影响散热影响散热错误错误一一:导导热胶涂抹不热胶涂抹不均造成间隙均造成间隙太大太大错误错误三三:胶量胶量过多过多,污染功污染功能区能区,甚至造甚至造成短路成短路错误错误四四:胶胶量过多量过多,易易造成厚度造成厚度过高过高正确的方式是均正确的方式是均匀涂抹且厚度不匀涂抹且厚度不超过超过0.3mm 2009 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential散热器设计原则散热器设计原则 最大限度地减少热行走的距离(缩短热径)。 选择具有高导热系数的材料(如铜)制成的散热片。 消除LED数组

6、和散热器之间空气和间隙,空气是一个非常不良的热导体。这 部份我们会使用导 热膏填补空隙 如果成本与空间允许，尽可能使用最大面积的散热片。 不推荐使用柱状的散热片在一般空气不流通的条件下。 正确的散热片的摆位方式会影响热空气向上流动并将热带离散热器同时协助冷空气流入散热器的表面。 避免限制气流的流动。 如果可能的话使用自然对流的方式使用散热器。这样做可以避免了潜在使用风扇时所引起的可靠性问题。使用前使用前使用後使用後 2009 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential常見高純度材料的熱傳導係數常見高純度材料的熱傳導係數依次是依次是:銀銀(425W/mK)銅銅(3

7、97W/mK)金金(316W/mK)鋁鋁(238W/mK)以上材料皆遠高於鐵以上材料皆遠高於鐵(78.2W/mK) 2009 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential工業上使用的散熱材料工業上使用的散熱材料:鋁跟銅合金鋁跟銅合金光是常用的鋁合金就有十光是常用的鋁合金就有十數種之多數種之多,齊熱傳導係數齊熱傳導係數也是差異很大。好的鋁合也是差異很大。好的鋁合金熱傳導能力就未必比差金熱傳導能力就未必比差的銅合金要差。的銅合金要差。表中最好的鋁合金表中最好的鋁合金(230W/mK)與與最差的銅合金最差的銅合金(80W/mK) 2009 Bridgelux, Inc.

8、Bridgelux Confidential散熱器面積與體積建議值散熱器面積與體積建議值普瑞光電普瑞光電BXRA全系列產品散全系列產品散熱面積建議值熱面積建議值對照表對照表。如果使用鋁擠製如果使用鋁擠製散熱器建議以每散熱器建議以每瓦瓦10英吋平方下英吋平方下去設計去設計(約有約有40%的餘裕的餘裕) 2009 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential散熱器的擺位散熱器的擺位以不要影響空氣對流為原則以不要影響空氣對流為原則(熱空氣上升，冷氣下降熱空氣上升，冷氣下降) 2009 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential 2009

9、Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential光的路徑光的路徑光的穿透光的穿透(折射折射,反射反射,繞射繞射)與被吸收與被吸收,以及崎嶇表面的散射以及崎嶇表面的散射 2009 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential目前常見的照明系統比較圖目前常見的照明系統比較圖考慮到整個照明考慮到整個照明系統層級而非只系統層級而非只是單純的指光源是單純的指光源,其伴隨著散射跟其伴隨著散射跟反射的損失反射的損失,基本基本上傳統燈具很難上傳統燈具很難真正達到節能的真正達到節能的要求。要求。 2009 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential理論上的二次光學設計與實作理論上的二次光學設計與實作 2009 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential反射杯與透鏡常用的材料反射杯與透鏡常用的材料反射杯常使用的塗佈材料反射杯常使用的塗佈材料透鏡與常見物質的折射率比較透鏡與常見物質的折射率比較 2009 Bridgelux, Inc.Bridgelux ConfidentialLED光源需要外部光學器件的輔助光源需要外部光學器件的輔助 2009 Bridgelux