led道路照明燈具散熱系統(tǒng)分析

　　4、主動式散熱

　　主動式散熱主要是通過水冷、風扇等手段增加散熱器表面的空氣流動速度，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阻，從而降低LED芯片的PN結溫升。對于LED道路照明燈具，考慮到道路照明燈具的使用環(huán)境及防護要求，一般選用風扇作為增加對流的手段。

　　為了證明風扇的散熱能力，做了如下試驗：選用兩個能耗密度比較高的燈具樣品，分別在有風扇和無風扇的情況測量包括LED芯片結溫以及散熱片溫度等在內的各個溫度參數(shù)?？紤]到道路照明燈具通常為IP65防護燈具，而風扇則需要更高的防水防塵等級，因此預計以后市場化的LED照明燈具產(chǎn)品中的風扇應該是封閉在燈具內。因此在測量樣品時，我們將裝有風扇的燈具放在一個封閉的金屬腔體內。在采集實驗數(shù)據(jù)時，除了采集燈具中LED芯片的結溫，我們還用兩個溫度探頭，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、無風扇時樣品各部分的溫度

　　通過對比表2列出的測試數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，在加了風扇之后，兩個樣品的LED芯片的溫度分別下降了3217℃和3613℃，相比沒有風扇時，結溫有了大幅度的下降，這說明增加風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扇之后并沒有明顯的變化，這是因為加了風扇之后，只不過是增加了散熱器表面的空氣流動速度，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扇風速，金屬腔外表的溫度變化應該是不大的。

　　5、結論

　　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，對其各部分溫度進行了系統(tǒng)科學的測試。通過對測試數(shù)據(jù)的分析，并結合LED燈具熱學分析模型，具體分析了影響燈具散熱效率的各方面因素，從而為設計高散熱效率的LED燈具提供指導，對推動LED在道路照明中的應用具有重要意義。