影响LED灯具寿命的“第二块木板”

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

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”

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。