一、LED照明設(shè)計散熱分析
二十五瓦以下的LED 照明系統(tǒng)的設(shè)計一般是用于臺燈,、客廳射燈,、家用餐燈、小夜燈等方面,,即使這樣,,大多數(shù)小于二十五瓦的低功率LED 照明應用也會要求一定程度的小型化。這常常導致更高的功率密度,,盡管它的功耗不是很大。這種情況下,,所需足夠的散熱管理措施必須通過改進機械結(jié)構(gòu)來提供,。
此外,,高電氣效率也有助于降低功耗。而另一種防止LED 長時間工作過熱問題的思路是采用調(diào)光解決方案,。事實上,,在這個功率范圍內(nèi),LED 照明燈將會取代鹵素燈和緊湊型熒光燈,。此外,,為了擺脫散熱問題,必須去掉對溫度變化敏感的無源組件,。
然而,,目前大多數(shù)LED 驅(qū)動器解決方案都源于電源拓撲,并以此為基礎(chǔ),,故應該考慮到溫度范圍的限制,,因為一般產(chǎn)品通常基于商業(yè)標準,,但照明燈卻必須確保能夠適應嚴苛的環(huán)境,。
二、LED 照明設(shè)計中的散熱控制方案
在迅速發(fā)展的LED 照明設(shè)計中,,大多數(shù)人將注意力集中在高亮(HB)LED 的調(diào)光控制策略上,。不過,HB LED 照明應用的本質(zhì)要求我們將更多的注意力轉(zhuǎn)移到散熱控制上,。雖然LED 制造商通過大幅提高每瓦的流明數(shù)正在降低HB LED 照明設(shè)計的技術(shù)障礙,,但與光輸出相比,仍有更多的電能轉(zhuǎn)化為要散發(fā)出去的熱量,。因此,,需要一個散熱管理的總體戰(zhàn)略,以確保LED 散發(fā)的熱量可控制為一個溫度的函數(shù),。與白熾燈,、鎢絲燈泡不同,高功率LED 不輻射熱量,。與之相反,,LED 將其PN 結(jié)的熱量傳導到LED 封裝的散熱金屬小塊上。由于LED 產(chǎn)生的熱量采用傳導方式散發(fā),,這些熱量需要一個更長,、更昂貴的路徑才能完全散發(fā)到空氣中去。目前,,HB LED 通用照明商業(yè)化的一個最大障礙就是散熱問題,。因此,能否徹底有效地解決這個問題可以說是贏得客戶的關(guān)鍵。
電子控制電路必須能夠處理觸發(fā)點設(shè)置和增益設(shè)置,。事實上LED 需要能夠應付三個潛在的散熱源:自發(fā)熱,、環(huán)境溫度和LED 電子控制。使用可變電阻作為調(diào)光元件的方法對HB LED來說也是不切實際的,,因為電阻上消耗的功率太大,,而需要專用的繞線電阻。在電阻與LED 的位置很接近的情況下,,該電阻產(chǎn)生的附加熱量將只會使散熱問題變得更加嚴重,。導通元件也可以是晶體管,可見其功耗發(fā)生在晶體管,,而不是可變電阻上,。
這種方法通過生成對數(shù)響應、以及用于熱控制和亮度定義的負或正溫度系數(shù)熱敏電阻,,提供了更多的靈活性,。利用熱敏電阻的LED 散熱控制的最簡單實現(xiàn)方法采用了一個PTC 元件。PTC元件提高了隨溫度增長的標稱低電阻,,一直到其觸發(fā)點.