led道路照明燈具散熱系統(tǒng)分析

　　4、主動(dòng)式散熱

　　主動(dòng)式散熱主要是通過水冷、風(fēng)扇等手段增加散熱器表面的空氣流動(dòng)速度，以便快速帶走散熱片上的熱量，從而提高散熱效率。具體到本文的等效模型中，就是通過增加對流系數(shù)h，以降低散熱片與大氣之間的熱對流內(nèi)阻，從而降低LED芯片的PN結(jié)溫升。對于LED道路照明燈具，考慮到道路照明燈具的使用環(huán)境及防護(hù)要求，一般選用風(fēng)扇作為增加對流的手段。

　　為了證明風(fēng)扇的散熱能力，做了如下試驗(yàn)：選用兩個(gè)能耗密度比較高的燈具樣品，分別在有風(fēng)扇和無風(fēng)扇的情況測量包括LED芯片結(jié)溫以及散熱片溫度等在內(nèi)的各個(gè)溫度參數(shù)?？紤]到道路照明燈具通常為IP65防護(hù)燈具，而風(fēng)扇則需要更高的防水防塵等級，因此預(yù)計(jì)以后市場化的LED照明燈具產(chǎn)品中的風(fēng)扇應(yīng)該是封閉在燈具內(nèi)。因此在測量樣品時(shí)，我們將裝有風(fēng)扇的燈具放在一個(gè)封閉的金屬腔體內(nèi)。在采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，除了采集燈具中LED芯片的結(jié)溫，我們還用兩個(gè)溫度探頭，分別讀出燈具散熱器和金屬空腔外殼的溫度以做參照，具體測試數(shù)據(jù)見表2。

表2：有、無風(fēng)扇時(shí)樣品各部分的溫度

　　通過對比表2列出的測試數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，在加了風(fēng)扇之后，兩個(gè)樣品的LED芯片的溫度分別下降了3217℃和3613℃，相比沒有風(fēng)扇時(shí)，結(jié)溫有了大幅度的下降，這說明增加風(fēng)扇的確在很大程度上改善了燈具的散熱性能。從表2可以發(fā)現(xiàn)，溫度明顯下降的主要是LED芯片的結(jié)溫和燈具散熱片的溫度，包圍燈具的金屬腔的溫度在加了風(fēng)扇之后并沒有明顯的變化，這是因?yàn)榧恿孙L(fēng)扇之后，只不過是增加了散熱器表面的空氣流動(dòng)速度，增加了對流系數(shù)，從而降低了對流的熱阻，但是LED芯片產(chǎn)生的熱量要散出去還是要通過封閉的金屬腔外殼，而燈具產(chǎn)生的熱量是一定的，所以通過金屬腔外表面散出的熱量也是一定的，無論我們怎么改變里面的風(fēng)扇風(fēng)速，金屬腔外表的溫度變化應(yīng)該是不大的。

　　5、結(jié)論

　　本文針對目前LED道路照明燈具常用的兩種散熱模式選取了一些樣品，對其各部分溫度進(jìn)行了系統(tǒng)科學(xué)的測試。通過對測試數(shù)據(jù)的分析，并結(jié)合LED燈具熱學(xué)分析模型，具體分析了影響燈具散熱效率的各方面因素，從而為設(shè)計(jì)高散熱效率的LED燈具提供指導(dǎo)，對推動(dòng)LED在道路照明中的應(yīng)用具有重要意義。