熱管在大功率LED照明中的應(yīng)用

大功率LED有著節(jié)能環(huán)保、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，特別是近幾年，大功率LED的迅猛發(fā)展，更是這種優(yōu)勢(shì)的具體體現(xiàn)。但是大功率LED的散熱問(wèn)題仍然嚴(yán)重制約著大功率LED的發(fā)展。因此改變大功率LED的散熱方式，盡可能地散發(fā)LED的熱量，對(duì)大功率LED的發(fā)展有著越來(lái)越重要的意義。

　　關(guān)鍵詞：大功率 LED 熱管技術(shù) 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

　　LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來(lái)。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來(lái)的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量。

　　大功率LED作為戶外照明的重要應(yīng)用，其優(yōu)越性表現(xiàn)在：

　　1.LED作為點(diǎn)光源，如果設(shè)計(jì)合理，很大程度上可以直接解決傳統(tǒng)球狀光源，必須依靠光反射來(lái)解決的二次取光及光損耗問(wèn)題；

　　2.對(duì)光照射面的均勻度可控，理論上可以做到在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)完全均勻；

　　3.色溫可選，這樣在不同場(chǎng)合應(yīng)用不同色溫的LED，是提高效率、降低成本的一個(gè)重要方法途徑；

　　4.技術(shù)進(jìn)步空間依然很大。高導(dǎo)熱金屬材質(zhì)的發(fā)展將有力地提高LED的光效，比如科銳(CREE)已經(jīng)可以做到芯片光效達(dá)到130-150lm/W。而熱平衡散熱結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，在保持低成本和被動(dòng)散熱方式的前提下，利用高導(dǎo)熱介質(zhì)，通過(guò)嶄新的器件/燈具整體結(jié)構(gòu)，能成功降低熱阻，有效降低PN結(jié)結(jié)溫，使PN結(jié)工作在允許工作溫度內(nèi)，保持最大量光子輸出。

　　一、熱管概述

　　1.熱管是由管殼、起毛細(xì)作用的吸液芯，以及傳遞熱能的工質(zhì)構(gòu)成。

　　吸液芯牢固地貼附在管殼內(nèi)壁上，并被工質(zhì)滲透。熱管自身形成一個(gè)高真空的封閉系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖一所示：

　　其工作原理是：大功率LED所產(chǎn)生的熱量，通過(guò)對(duì)蒸發(fā)段的管壁和浸滿工質(zhì)吸液芯的導(dǎo)熱使液體工質(zhì)的溫度上升；上升到一定的溫度，液面蒸發(fā)，直至達(dá)到飽和蒸汽壓，此時(shí)熱量以潛熱的方式傳遞給蒸汽，飽和蒸汽壓隨著液體溫度的上升而升高。在壓差的作用下，蒸汽流向氣壓和溫度都較低的冷凝段，并在冷凝段的氣液界面上冷凝，發(fā)出潛熱。放出的熱量從氣液界面通過(guò)吸液芯和管壁的導(dǎo)熱，傳遞給管外的散熱片。

　　2.熱管技術(shù)的特性：

　?。?）優(yōu)良的導(dǎo)熱性熱管內(nèi)部主要靠工作液體的汽、液相變傳熱，熱阻很小，因此具有很高的導(dǎo)熱能力。

　?。?）不可逆性由于溫差的存在,熱量在傳遞過(guò)程中是不可逆的。

　　二、熱管技術(shù)在