led散热器各部分热阻及其影响因素

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1、LED散热器各部分热阻及其影响因素1.散热器本身导热热阻2.散热器导热热阻可用以下公式计算：R导=(T1-T2)/W(热阻单位为℃/W)⑴式中3.R导——散热器本身导热热阻4.T1——与铝基板接触点处散热器的温度5.T2——散热器外表面平均温度6.W——LED灯功率另外，根据能量守恒定律，热平衡后LED灯产生的热量与散热器自身导出的热量是相等的，用公式表示为：Q产=Q导+Q罩(热量从灯罩散出的很少，为便于分析，在此忽略不计)，其中　　Q产=a.W⑵　　Q导=b.s.(T1-T2)/L⑶　　式中　　Q产——LED工作时产生的热量　　Q导——散热器本身导出

2、的热量　　T1——与铝基板接触点处散热器的温度　　T2——散热器外表面平均温度　　a——LED产热系数　　W——为LED灯实际功率　　b——散热器材料综合导热系数　　s——散热器平均传热面积　　L——散热器热传导平均距离　　对于特定散热器b、s、L是一定的，因此公式⑶可简化为Q导=m.(T1-T2)，其中m=b.s/L，经推导可知m.(T1-T2)=a.W，因此(T1-T2)=a.W/m，带入公式⑴可知R导=a/m，由此公式可以看出对于特定散热器，在LED灯源一定的情况下，散热器的热阻是一个定值。另外，在热阻计算公式中W代表的是LED的总功率，而LED

3、在工作中一部分功率用于发光，一部分功率转变为热能，因此既然是计算热阻，公式中的W换成产热功率(a.W)更为科学，这样R导=1/m=L/(b.s),就是说散热器本身热阻与电阻一样，是一个仅跟散热器本身参数有关的常数，它与散热器平均传热距离成正比，与散热器平均传热面积、散热器材料导热系数成反比。 2.散热器(到环境)的总热阻　　散热器的总热阻等于散热器本身导热热阻加上散热器表面到环境的散热热阻，散热器到环境的热阻可通过以下公式计算：　　R3=R1+R2=(T1-T3)/a.W⑺　　通过前面的分析可以知道，影响散热器总热阻的因素可以概括如下：　　⑴.散热器本

4、身参数的影响：散热器平均传热距离越短，散热器热阻越小;散热器平均传热面积越大，散热器热阻越小;散热器材料导热系数越大，散热器热阻越小;散热器散热面积越大，散热器热阻越小;散热器表面材料的辐射系数越大，散热器热阻越小　　⑵.对流系数的影响：散热器周围环境通风越好，自然对流系数越大，散热器热阻越小　　⑶.产热功率的影响：同一散热器，同样环境下，实际产热功率越大，散热器的热阻反而略有减小。　　所以散热器的总热阻不仅与散热器的散热面积、几何尺寸、表面材料的辐射系数等自身因素有关，还受LED的产热功率以及周围环境的对流系数等外部因素的影响，并不是一个恒定的数值。

5、但一般来说，在自然对流情况下对流系数变化并不大，正常情况下LED产热功率的变化也不会太大，对热阻的影响应该很小。为便于分析和计算，我们在应用时可近似认为散热器的总热阻是一定的。　　3.散热器表面到环境的散热热阻　　散热器表面到环境空气的散热热阻可用下式计算：　　R散=(T2-T3)/a.W⑷　　式中　　R散——散热器表面到环境的散热热阻　　T2——散热器外表面平均温度　　T3——环境温度　　W——LED灯功率　　a——LED产热系数　　散热器外表面向环境散热的方式主要以对流为主，其次为热辐射，热传导很小可以忽略不计。散热器的对流及辐射散热公式如下：　　

6、Q流=c.(T2-T3).S散⑸　　Q辐=d.(T42-T43).S散(此式中T为绝对温度)⑹　　式中　　Q流——散热器表面到环境的对流散热　　Q辐——散热器表面到环境的辐射散热　　c——散热器周围环境的自然对流系数　　d——散热器表面材料的辐射系数　　S散——散热器外表面积　　T2——散热器表面平均温度　　T3——环境温度　　根据能量守恒定律，LED灯热平衡后Q产=Q导+Q罩=Q散+Q罩=Q流+Q辐+Q罩(热量从灯罩散出的很少，为便于分析，在此忽略不计)，即a.W=c.(T2-T3).S散+d.(T42-T43).S散。　　在一定环境条件下，对于特定

7、散热器而言，对流系数、辐射系数是恒定的，散热面积也是一定的;对于恒定电源，产热功率是一定的，那么由以上公式可知(T2-T3)是一定的，因此散热器到表面环境的散热热阻是一定的。但如果灯源的产热功率(a.W)增大(或减小)，散热器外表面温度也会升高(或降低)，分析一下辐射散热公式可以知道，散热器外表面温度T2升高(或降低)的比例小于产热功率增加(或减小)的比例;因此散热器外表面到环境空气的热阻与产热功率有关，产热功率增加，散热器表面到环境的热阻应该略减小，相反，产热功率降低，散热器表面到环境的热阻会略升高。　　对于不同散热器，在产热一定的情况下，由公式⑸、

8、⑹可知散热面积、对流系数、辐射系数越大，(T2-T3)就越小，那么散热器热阻也越小。也就是说，