道路照明分析

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1、制热运转不受环境温度过低的影响随着LED生产工艺技术的进步，散热问题成为阻碍LED道路照明灯具发展的瓶颈主动式散热主要是通过水冷、风扇等手段增加散热器表面的空气流动速度，以便快速带走散热片上的热量，从而提高散热效率。中国照明电器CHINAUGHT&UGHIING2009年第2期LED道路照明灯具散热系统分析张万路江磊江程陈郁阳刘木清（复旦大学电光源研究所，上海200433）摘要随着LED生产工艺技术的进步，散热问题成为阻碍LED道路照明灯具发展的瓶颈。本文首先阐述了温度上升对LED性能的影响，并结合路灯灯具特点，提出了一种灯具热学分析等效模型。然后针对目前道路照明灯具主要采用的主动式和被动

2、式散热方式，分别选取若干样品进行测试，最后通过对测试结果的系统分析，并结合灯具的热学模型，研究影响灯具散热效率的主要因素，并为改善当前LED道路照明灯具的散热设计提出了指导性意见。关键词LED光源道路照明灯具热学模型结温ThermalManagementAnalysisofLEDLuminaireforRoadLightingZhangWanluJiangLeiJiangChengChenYuyangLiuMuqing(InstituteforElectrieLightingSourcesatFudanUniversity,Shanghai200433)Abstract：Withthepr

3、ogressofLEDtechnology,heatdissipatingbecomesthekeybarrierwhichrestrictdevelopmentofLEDluminaireforroadlighting.ThispaperfirstintroducestheinfluenceoftemperatoreriseontheperformanceofwhiteLED・OnthebaseofanalyzingthestructureofLEDroadlightandheattransferingtheory,webuildathermalmodelofLEDroadlight・A

4、ccordingtotwopopularheatmanagingmodes,wechooseseveralsamplesseparatelytotesttheirsteadyjunctiontemperature・Byanalyzingtheresultandcombiningthethermalmodel,weresearchonthemainfactorsafectingheatdissipatingeficiencyofluminaireandbringforwardsomeguidancetotheheatsinkdesignofLEDroadlight・Keywords：LEDl

5、ight；roadlighring；thermalmodel；junctiontemperature前言1LED的结温和性能的关系在我国的总用电量中，照明用电大约占13%。而城市公共照明尤其是道路照明用电在整个照明领域占有庞大的份额。近年来，随着国家建设节约型社会战略的提出，作为一种高效节能的新型光源，在其生产工艺以及性能不断进步的基础上，LED进人道路照明领域已经成为一种必然趋势。目前限制LED道路照明灯具发展的瓶颈主要有两个：一个是成本。冃前LED光源相对传统光源来说，价格还是偏高。但是随着生产工艺的进步以及国内企业的广泛参与，LED成本会逐步下降。另一个瓶颈是散热。由「LED属于半导

6、体发光器件，而半导体器件随着自身温度的变化，其特性会有明显的变张万路等：LED道路照明灯具散热系统分析7化。对于LED,结温的升高会导致器件各方面性能的变化与衰减。这种变化主要体现在三个方面：⑴减少LED的外量子效率；(2)缩短LED的寿命；(3)造成LED发出光的主波长偏移，从而导致光源的颜色发生偏移。其中，器件的外量子效率是与LED光效直接相关的量，外量子效率的下降将会直接导致LED光效的降低。随着器件PN结温度的上升，□光LED芯片的发光主波长会向长波方向移动。统计资料表明：在丑YAG荧光粉吸收率下降，也会导致LED输出光通量的减少。图1是CREE公司生产的X.Lamps系列产品(a

7、)与LUMILEDS公司生产的LUXEONK2系列产品(b)相对光输出随结温的变化曲线，这两种产品都是现在技术较成熟的大功率白光LED。从图1可以发现，当器件结温上升到65°C时，二者的光输出相对于室温时会下降10%左右。对于单个LED而言，如果热量集中在尺寸很小的芯片内而不能有效散出，则会导致芯片温度升高，引起热应力的非均匀分布，芯片的失效率也会上升。研究表明：当温度超过一定值时，LED的失效率将呈指数规律攀升，LED