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影响LED灯具寿命的“第二块木板”

2011年09月08日 08:25   来源:中国数字视听网   字体【

2 LED的散热系统

在谈及LED灯具时,关于是否存在红外线以及发热量的多少,也有多种说法。实际上,LED光源发白光的光通量理论值应在300 lm/W以上。大功率LED光源目前只达到80 lm/W~100lm/W,也就是说电能的近1/3变成可见光,大多数电能变成了热能。这些热能要以热传导及热辐射的形式散发。所以,大功率LED灯具的散热系统至关重要。

LED光源的P-N结对温度非常敏感。温度高,将使LED芯片的寿命大打折扣。如图6所示,它是Cree公司给出大功率白光LED的光衰(光通量衰退,light attenuation)曲线图。

图6 大功率白光LED光衰曲线图 

图6 大功率白光LED光衰曲线图

按照国际惯例(也是原有光源规范的规定),光源的有效寿命定义为:光通量衰减到初始值的70%时,光源就算寿终。LED光源的P-N结在不同温度下的有效寿命见图中绿横线与各曲线的交点位置。从图6中可以看出,P-N结的温度为75℃时,寿命为51000 h(绿色曲线);温度为85℃时,寿命为22 000 h(黄色曲线);温度为95℃时,寿命为18000 h(粉色曲线);温度为105℃时,寿命为12000 h(红色曲线)。实际上,大功率LED灯具的P-N结温度目前大约在105℃左右,也就是说,LED芯片的寿命只有10000多小时。如果灯具的散热条件不好,LED芯片的P-N结升温过高,LED芯片会很快损坏。这时,散热系统就成为LED灯具寿命的“短板”,如图7所示。

 图7 散热系统成为“短板”

图7 散热系统成为“短板”

散热系统对LED芯片的寿命影响很大,用同样质量的芯片放在不同的灯具中,寿命会相差几倍甚至几十倍。一种灯具的设计是否成功,除光路系统外,散热系统起着决定性作用。

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