LED灯具热效应对光电性能的影响及解决措施
led灯散热解决方案
led灯散热解决方案近年来，随着LED（Light Emitting Diode，发光二极管）灯的广泛应用，越来越多的人开始关注LED灯散热问题。
因为高温会导致LED 光效下降、寿命缩短甚至失效，而良好的散热设计能够保证LED灯长时间稳定工作。
本文将介绍LED灯散热原理以及几种常见的散热解决方案。
一、LED灯散热原理LED灯产生热量的主要原因是因为电流通过LED芯片时，部分电能被转化为热能。
如果散热不及时，热量会在LED芯片周围积聚，导致LED温度升高。
而LED的发光效率会随着温度的升高而下降，严重时可能会超过芯片能承受的温度极限，从而导致灯的寿命缩短。
二、散热解决方案1. 散热材料选择散热材料是提高LED灯散热效果的关键。
一种常用的散热材料是导热胶，它能有效地将LED芯片与散热器紧密接触，提高热量的传导效果。
此外，金属材料如铝合金等也具有良好的导热性能，可作为散热器的主要材质。
2. 散热器设计散热器的设计是影响LED灯散热效果的重要因素之一。
通常，散热器应具有大的表面积，以增加热量的辐射传播。
同时，设计散热器时应考虑散热器与LED芯片之间的紧密贴合，以提高热量的传导效率。
3. 散热风扇的应用在某些高功率的LED灯中，为了增强散热效果，还可以加装散热风扇。
风扇通过强制循环空气，加速热量的传导和散发，提高LED灯的散热效果。
但需要注意的是，风扇的噪音和功耗也是需要考虑的因素。
4. 散热设计的综合考虑除了上述几种解决方案，还可以根据具体应用环境和要求来综合考虑。
例如，在室内照明中，可以通过合理布局和散热结构设计来提高散热效果；在室外环境中，要考虑防水、防尘等特殊要求。
总结：LED灯散热是保证其正常工作和延长寿命的重要问题。
通过选用适当的散热材料，合理设计散热器以及加装散热风扇，可以有效地解决LED灯散热问题。
在实际应用中，应根据具体情况进行综合考虑，以确保LED灯在高效、安全、稳定工作的同时，具备良好的散热性能。
LED常见问题(发热现象、光衰现象)
LED常见问题（发热现象、光衰现象）与传统光源一样，半导体发光二极体（LED）在工作期间也会产生热量，其几取决于整体的发光效率。
在外加电能量作用下，电子和空穴的辐射复合发作电致发光，在P-N结左近辐射出来的光还需经过芯片（chip）自身的半导体介质和封装介质才干抵达外界（空气）。
综合电流注入效率、辐射发光量子效率、芯片外部光取出效率等，最终大约只要30-40％的输入电能转化为光能，其餘60-70％的能量主要以非辐射复合发作的点阵振动的方式转化热能。
而芯片温度的升高，则会加强非辐射复合，进一步消弱发光效率。
由于，人们客观上以为大功率LED 没有热量，事实上确有。
大量的热，以致于在运用过程中发作问题。
加上很多初次运用大功率LED 的人，对热问题又不懂如何有效地处理，使得产品牢靠性成为主要问题。
那麼，LED 终究有没有热量产生呢？能产生几热量呢？LED 产生的热量终究有多大？LED 在正向电压下，电子从电源|稳压器取得能量，在电场的LED驱动电源下，克制PN 结的电场，由N 区跃迁到P 区，这些电子与P 区的空穴发作复合。
由于漂移到P 区的自在电子具有高于P 区价电子的能量，复合时电子回到低能量态，多餘的能量以光子的方式放出。
发出光子的波长与能量差Eg 相关。
可见，发光区主要在PN 结左近，发光是由于电子与空穴复合释放能量的结果。
一隻半导体二极体，电子在进入半导体区到分开半导体区的全部路途中，都会遇到电阻。
简单地从原理上看，半导体二极体的物理构造简单地从原理上看，半导体二极体的物理构造源负极发出的电子和回到正极的电子数是相等的。
普通的二极体，在发作电子－空穴对的复合是，由于能级差Eg的要素，释放的光子光谱不在可见光范围内。
电子在二极体内部的路途中，都会因电阻的存在而耗费功率。
所耗费的功率契合电子学的根本定律：P ＝I2 R ＝I2（RN ＋＋RP ）＋IVTH式中：RN 是N 区体电阻VTH 是PN 结的开啟电压RP 是P 区体电阻耗费的功率产生的热量为：Q ＝ Pt式中：t 为二极体通电的时间。
大功率LED灯的散热性能分析
大功率LED灯的散热性能分析随着LED照明技术的不断发展，大功率LED灯越来越被广泛应用于户外照明、工业照明和商业照明等各个领域。
由于LED灯具的高发光效率和高功率密度，其热量辐射也越来越大，因此散热问题成为了大功率LED灯具设计中的关键问题。
散热性能的好坏直接关系到LED灯具的寿命和性能稳定性，因此对大功率LED灯的散热性能进行深入分析具有重要意义。
我们需要了解大功率LED灯的热量产生机制。
LED灯具通过电能转换成光能的过程中会产生热量，这部分热量会导致LED芯片温升，降低发光效率和降低寿命。
所以，对于大功率LED灯来说，散热性能的好坏是影响LED芯片寿命和性能的关键因素。
我们需要了解大功率LED灯的散热方式。
大功率LED灯通常采用的散热方式主要有空气散热和风冷散热两种方式。
空气散热是指通过固体的散热板将LED灯产生的热量散发出去，而风冷散热则是通过风扇将LED灯产生的热量带走。
这两种散热方式各有优劣，需要根据不同的应用场景进行选择。
接下来，我们将分析大功率LED灯散热性能的影响因素。
第一是LED芯片的散热设计，LED芯片的散热设计可以直接影响到LED灯的整体散热性能。
第二是散热板的材料和设计，优良的散热板材料和合理的散热板设计可以有效帮助LED灯散热。
第三是风扇的设计，对于采用风冷散热方式的LED灯来说，风扇的设计也是至关重要的。
第四是环境温度，环境温度的变化也会对LED灯的散热性能产生影响。
对于大功率LED灯的散热性能分析，我们还需要考虑LED灯的使用寿命和可靠性。
LED 灯的使用寿命和可靠性与散热性能有着密切的关系。
优秀的散热性能可以降低LED灯的温升，延长LED灯的寿命，并且增加LED灯的可靠性。
在选择LED灯时，需要综合考虑LED灯的散热性能，以确保LED灯具有较长的使用寿命和良好的可靠性。
大功率LED灯的散热性能分析是LED照明行业中的一个重要课题。
通过对散热性能的深入分析，可以帮助LED灯厂商更好地设计和生产出性能更加稳定、寿命更长的LED灯产品。
LED散热问题的解决方案
LED散热问题的解决方案LED（Light Emitting Diode）是一种半导体发光器件，由于其高效、节能、寿命长等优点，被广泛应用于照明、显示等领域。
然而，由于LED自身发光时会产生热量，如果不能有效散热，会影响其性能和寿命。
因此，解决LED散热问题至关重要。
本文将介绍LED散热问题的原因以及相应的解决方案。
一、LED散热问题的原因LED散热问题的主要原因是LED自身结构和工作原理导致的热量产生。
LED 是通过电流通过半导体材料时产生的电子与空穴复合释放出能量而发光的，而这个过程中会产生大量的热量。
虽然LED本身的发光效率较高，但仍然会有一部份电能转化为热能。
此外，LED的工作温度对其性能和寿命也有很大影响。
当LED工作温度超过一定范围时，其光效会下降，甚至浮现光衰现象，严重时甚至会导致LED的热失效。
二、1. 散热材料的选择选择合适的散热材料是解决LED散热问题的关键。
常见的散热材料包括铝基板、铜基板、陶瓷基板等。
这些材料具有良好的导热性能，可以将LED产生的热量迅速传导到散热器上，提高散热效果。
2. 散热器的设计和布局合理的散热器设计和布局可以增加散热面积和散热效果。
散热器的设计应考虑散热器的材质、结构和表面积等因素。
增加散热器的散热面积可以提高散热效果，同时还可以考虑使用风扇或者风道等辅助散热设备，增加空气流通，加速热量的传递和散发。
3. 热导材料的应用在LED和散热器之间使用热导材料，可以提高热量的传导效率。
常见的热导材料有硅脂、硅胶等，它们具有良好的导热性能，可以填充在LED和散热器之间，减少热阻，提高散热效果。
4. 温度控制和监测合理的温度控制和监测可以有效预防和解决LED散热问题。
可以使用温度传感器对LED的工作温度进行实时监测，当温度超过一定范围时，可以通过控制电流或者降低环境温度等方式进行散热控制。
5. 散热系统的优化除了上述措施外，还可以通过优化整个散热系统来解决LED散热问题。
LED灯的热分析解决方案
LED灯的热分析解决方案摘要：热量传导方式有三种：对流、辐射、传导，热设计/热管理的主要内容是，为产品制定热设计方案，并通过热仿真、热测试等方法预测和验证产品的热设计方案，以及优化和改进产品的热设计，以保证产品长期安全、可靠地运行。
本文通过对一款PAR38 LED灯的散热实验研究对比分析各种方法对热量的影响，从而找到此灯热设计解决方案，进而总结散热通道上各影响因素的作用。
关键词：LED灯；热设计；热辐射；散热面积；散热；散热通道；工作环境温度1 引言LED灯散热问题一直是照明产品的一个重要参数。
一方面LED的发热量大，并且是温度敏感器件。
温度升高会影响LED的寿命、光效、光色、色温，以及正向电压、最大输入电流等光度、色度和电气参数及可靠性等性能。
另一方面，受人工智能和创新的影响，led智能灯越来越多的出现在市场上，其集成的功能也越来越多，导致led灯的功率越来越高，但驱动板上电子元器件却越来越多，那么对温度敏感的元器件也就越来越多，要求灯工作时内部环境温度越来越低，以满足电子元器件的工作温度要求。
2热状况初步分析本文研究对象PAR38智能灯是一款集成视频、对讲、红外感应、PIR检测、光敏检测等多功能的光源型led灯。
整灯满载功率为14w，COB功率约7w，而Par38灯尺寸为φ120*150，在如此小的散热空间里实现如此高的功率，对热设计要求非常高。
此款智能灯防护等级为IP54，这个防护等级相当于关闭了内部热对流的散热通道，对散热也是不利的。
其中PIR电路板上PIR sensor工作温度要求0~75°，因此要求灯工作时，灯内环境温度低于75度。
以下附图一简示灯的结构。
外壳胶座为塑胶PBT，导热系数只有不到0.2W/(m·K)，上盖透镜也是塑料，COB安装在铝合金散热器上，导热系数虽有96W/(m·K)，但其被包覆在塑胶外壳内，虽然尽量增加其翅片增大散热面积，但热量仍难以散发出去。
影响LED光衰的因素及其解决方案
影响LED光衰的因素及其解决方案一、影响LED光衰的因素：1.发光芯片质量：发光芯片的质量直接影响LED的光衰情况。
发光芯片的制造工艺和材料决定了其使用寿命和光衰速度。
低质量的发光芯片容易发生劣化和退化，导致光衰加剧。
2.封装工艺：LED的封装工艺也会影响光衰情况。
封装材料的选择和封装工艺的合理性都会影响LED的热耐久性和光衰速度。
不良的封装工艺可能导致温度过高，加速光衰的发生。
3.热管理：热管理是影响LED光衰的关键因素之一、LED在工作过程中会产生大量的热量，如果不能及时有效地散热，会导致发光芯片温度升高，进而加速光衰的过程。
4.电流驱动：恒流驱动是常见的LED电流供应方式，电流的大小和稳定性会直接影响LED的光衰情况。
电流过高会导致LED发热过多，加速光衰的发生；电流不稳定会引起发光芯片温度的波动，也会加剧光衰。
5.环境温度：环境温度也对LED的光衰有一定的影响，高温环境会加速LED的光衰速度。
特别是一些户外应用的LED灯具，常会受到暴晒和高温的影响，导致光衰更严重。
二、解决方案：1.提高发光芯片质量：选择高质量的发光芯片，减少劣化和退化的发生。
选择知名品牌的产品，遵循一流制造工艺和质量控制标准。
2.优化封装工艺：对封装材料进行优化选择，确保其优良的热传导性能，提高LED的热耐久性和光衰稳定性。
采用适当的工艺手段，确保封装过程中的温度和湿度控制。
3.加强热管理：设计合理的散热结构，提高LED灯具的散热性能。
可采用铝制导热片、风扇、散热器等散热手段，确保发光芯片在工作温度范围内。
此外，还可以考虑设计散热空间，增加散热面积。
4.优化电流驱动：采用质量稳定的电源供应，确保LED的供电电流稳定。
可以采用恒流源或采用当前先进的电流调节技术，控制供电电流，减少电流的波动。
5.控制环境温度：对于户外LED灯具，可以考虑在设计中设置散热装置，减少热量积累。
并对于特别高温环境，可以加装防水、防尘等外壳保护。
LED电视普通照明灯具的热效应对光输出质量的影响问题研究
Ｓｔ ｕｄｙ ｆ ｔ ｏ ｈｅ ｎｆｕｅｎｃｅ Ｉ ｌ ｏｆ Ｈｅａｔｎｇ Ｅｆ ｅｃｔ ｆ ＬＥＤ ａｍ ｐｓ ａｎｄ Ｌａｎｔ ｎｓ ｉ ｆ ｓｏ Ｌ ｅｒ
ｏ ｈ ａ ｉ ｆＬ ｇｈ ｔ ｕ ｏ ｎ ｔ ｅ Ｑｕ ｌ ｙ ｏ ｉ ｔＯｕ ｐ ｔｆ ｒＴＶ ｔ
５ 实验采 用Ｓ ＤＨ４ ２ ｛ ０ ０￣温恒温 恒湿箱 一个 。该恒 温箱 带 达到所 需要 的数值２ ℃。这 时 ，采用 照度 计在距 离出 光口 ．Ｔ Ｉ 相对值 ） 、相关色 温和色坐标 。 有 出光窗 口，温度可 控范围为一０ ～ １ ０ ４℃ ０ ℃。但在买验过 ５９Ｉ处测得 最大照度值 （
ｏｄ ｒｔ ｒ ｂ ｅａ ｐｉａ ｉｔ ｆ ＥＤ ｍｐ ｓｕ ｉ ． ｒ ｅ ｐ ｏ ｅｔ ｐ ｌ ｂｌ ｏ Ｌ ｏ ｈ ｃ ｉ ｙ ｌ ａ ｓ ｎＴＶ ｔｄｏ ｉ
［ ｅ ｒｓ Ｌ Ｄ； Ｖｓ ｄｏｌ ｈｉｇ ｈａｉｇｅ ｅｔｌ ｈｉｇｏｔｕ Ｋ ｙＷｏｄ］ Ｅ Ｔ ｉ ｇ ｔ ； ｅｔ ｆ ｃ；ｉ ｔ ｕｐ ｔ ｕ ｔ ｉ ｎ ｎ ｇ ｎ
影响。 研究 表明 ，环境温 度升 高使结 温升 高时 ，不 仅Ｌ Ｄ的 Ｅ 正向 电压Ｖｆ 要发生变化 ，而且它的光输 出也 要减少 ，如图 １ 所示 ；峰值 波长的位置 向长波方向移动 ，即红移 ，如 图２ 所 示 。这样 ，当Ｌ Ｄ Ｅ 灯具发热严重 时，就会使灯的工作特性变 差—— 灯发 出的光的 颜色发 生变 化 ，灯 光变 暗。这些 变化
企 业改善 灯具 的散热功 能 、得到有 效稳 定的 光输出提 供科 进 行本 实验 。实验 时 ，将 待测 灯具放 置在 恒温箱 内 ，并 使
学依据 ，为 电视 台采用性 能优良的Ｌ Ｄ照明灯具提供技术保 灯的 光轴垂 直于恒 温箱 的出光 平面 。待灯 正常 工作之后 ， Ｅ
LED器件的温升效应及其对策
LED器件的温升效应及其对策文章较详尽地阐述了结温升高对LED光输出强度、LED P-N结的正向电压及发光颜色的影响。
指出当结温升高时，输出光强变弱，正向电压减小，发光波长发生红移。
在结温升得足够高时，这些变化将从可逆变为不可恢复的永久性衰变。
文章进一步指出，LED输入功率是器件热效应的唯一来源，设法提高器件的电光转换效率及提高器件的散热能力是减小LED温升效应的主要途径。
一、引言众所周知，LED是一种电发光器件，其基本的物理过程是电能向光能的转变。
所谓提高LED的功率，即是提高电输入能量，同时又能获得尽可能大的光功率输出。
通常将单位输入功率所产生的光能（光通量）谓之光电转换功率，简称光效。
早期的LED由于光效很低（-0.1 lm/w），亮度很低，通常只用于表示亮、暗的状态，作指示灯之用。
上世纪九十年代初，超高亮四元系LED的出现，使器件亮度有了数量级的增长，特别是紧接着的GaN基蓝、绿光及白光LED的出现，使LED的应用方向发生了巨大的改变。
固态照明已成为21世纪人类追求的重要目标。
显然，不断地提高LED的输入功率与发光效率是实现通用照明的必由之路。
假设LED的光效为100 lm/w，那么要达到一只40支光（瓦）的白炽灯所发出的600 l m的光通量，LED的输入功率必须达到6w。
然而，目前一只Φ5的标准LED的输入功率通常为0.04～0.0 7w，远不能满足实用照明的需要。
大量实践表明，LED不能加大输入功率的基本原因，是由于LED在工作过程中会放出大量的热，使管芯结温迅速上升，输入功率越高，发热效应越大。
温度的升高将导致器件性能的变化与衰减，甚至失效。
本文就功率器件中的升温效应对性能的影响及其如何减小这种升温效应的途径作一些简明的讨论。
二、LED器件温升估计设芯片面积为1.2×1.2mm2，厚度为200um，GaAs衬底。
由于外延层很薄，忽略外延层材料与衬底之间的差异，不考虑电极的影响，那么芯片的体积约为2.88×10×4cm3。
led灯的工作温度
led灯的工作温度摘要：1.LED 灯的工作温度对寿命的影响2.LED 灯的工作温度对光效的影响3.如何控制LED 灯的工作温度4.结论正文：一、LED 灯的工作温度对寿命的影响LED 灯，即发光二极管灯，是一种能将电能转化为可见光的固态半导体器件。
它具有高效、低耗、长寿命等特点，被广泛应用于照明、显示屏等领域。
然而，LED 灯的工作温度对其寿命有着重要影响。
LED 灯的寿命是指其光输出降低到初始光输出的一半所需的时间。
一般来说，LED 灯的工作温度越高，其寿命就越短。
这是因为高温会导致LED 灯内部的材料老化、半导体晶体结构损坏，从而影响其发光性能。
因此，为了延长LED 灯的寿命，我们需要尽量降低其工作温度。
二、LED 灯的工作温度对光效的影响除了影响寿命外，LED 灯的工作温度还会对其光效产生影响。
光效是指LED 灯发出的光功率与消耗的电功率之比，是衡量LED 灯能效的重要指标。
通常情况下，LED 灯的工作温度越高，其光效就越低。
这是因为高温会导致LED 灯的材料热膨胀、半导体晶格振动加剧，从而影响其发光效率。
另外，高温还会导致LED 灯的封装材料老化、光衰加剧，进一步降低其光效。
因此，为了提高LED 灯的光效，我们需要尽量降低其工作温度。
三、如何控制LED 灯的工作温度为了保证LED 灯的寿命和光效，我们需要对其工作温度进行控制。
这可以通过以下几种方式实现：1.选择合适的LED 灯材料和封装工艺。
好的材料和工艺可以提高LED 灯的热稳定性，使其在高温下也能保持良好的发光性能。
2.设计合理的散热系统。
通过散热器、风扇等设备，将LED 灯产生的热量及时散发出去，降低其工作温度。
3.采用智能化的控制系统。
通过监测LED 灯的工作温度，实时调整其电流、电压等参数，使其工作在适宜的温度范围内。
四、结论总的来说，LED 灯的工作温度对其寿命和光效具有重要影响。
热对LED影响分析
皆转为热量, LED 光源的应用, 仍需搭配散热机构, 若散热功能设计不当, 对于发光二
极管本身，将造成严重的破坏情形。 随着 LED 亮度不断提升, LED 的散热技术也一直在提升, 所以做好 LED 的散热对增加 LED 的发光效率和使用寿命都会得到很大的作用。本文内容主要针对热对 LED 影响 进行探讨, 详如下文所示。
9.5210-3
AlInGaP/GaAs 黄色
1.1110-2
AlInGaP/GaP 高亮红
9.5210-3
AlInGaP/GaP 黄色
9.5210-2
不同材质类别 LED 光输出与结点温度关系
波长与结点温度 Tj 的关系
λd(Tj2)= λd(Tj1)+kΔTj
k=Δλ/ΔTj : LED 波长--结点温度飘移率
热对发光效率 ηv 的影响
ηV
φV Pd
φV If Vf
v：光通量
v：发光效率
在输入功率一定时
热量 结点温度 Tj 正向压降 Vf 电流 If 热量 发光效益 LED 内部会形成自加热循环,如果不及时引导和消散 LED 的热量, LED 的发光效率 将不断降低。
光通量与环境温度的关系
相
对 Ta=100℃时, LED 的光通量将下降至室温时 光
通 的一半左右
量
LED 的应用必须考虑温度对光通量的影响
热对 LED 出光通道物质的影响
Ta(℃ )
a. 加速出光通道物质的老化 b. 降低通道物质的透光率 c. 改变出光通道物质的折射率,影响光线的空间分布 d. 严重时改变出光信道结构
热对 LED 电通道（奥姆接触/固晶接口）的影响
热对 LED 的影响
LED---冷光源
LED光衰的主要原因
LED光衰的主要原因1.结构缺陷：LED芯片制造过程中可能会存在一些微小的结构缺陷，如晶格缺陷、氧化物和非晶等。
这些缺陷会导致电子在LED芯片中的流动受阻，进而导致光衰现象。
2.热效应：LED的工作过程中会产生大量的热量，高温环境下对LED的效率和寿命会产生重大影响。
热量会使LED芯片内部发生不均匀的膨胀和收缩，从而导致晶格结构的损坏或移位，进而引起光衰。
3.光学效应：LED光衰还与光学效应有关。
由于LED芯片内部材料的参数不均匀，例如折射率不均匀或者界面反射引起的损失等，会使得光线在材料内部发生折射和反射，从而导致光的损失。
4.光化学效应：LED工作过程中，高能光线会与材料发生光化学反应，导致材料结构发生改变，从而引起光衰。
例如，光子能量会使得材料的化学键断裂或者原子跳迁，使其发生氧化、还原等一系列反应，进一步导致光衰。
5.电子效应：LED芯片内部的电子在流动过程中与晶格离子发生碰撞，产生缺陷位点，从而导致了晶格的变形和结构损坏，进而引起光衰。
除了以上的原因外，其他一些外部因素也可能会导致LED光衰的现象。
例如，外界环境的湿度、氧化性等因素会进一步加速LED材料发生光衰的过程。
此外，频繁的开关或电流波动也会导致LED的光衰。
为了解决LED光衰问题，可以采取以下措施：1.提高LED芯片的质量和工艺：通过改进制造工艺，提高LED芯片内部晶格的质量和一致性，减少结构缺陷。
2.控制LED的工作温度：采用散热器等散热装置，有效降低LED芯片的工作温度，减少热效应的影响。
3.优化光学设计：通过优化LED的光学设计，减少光在材料内部的损失，提高发光效率。
4.使用耐光衰材料：选择具有良好抗光衰性能的材料作为LED芯片的基板，可以有效延长其寿命。
5.控制电流波动：采用稳流电源等设备，减少电流波动对LED的影响。
综上所述，LED光衰是由多种因素综合作用所致，需要通过改进芯片制造工艺、控制工作温度、优化光学设计等手段来解决。
温度升高对LED各光电参数及可靠性的影响
温度升高对LED各光电参数及可靠性的影响2011/6/30 作者：未知来源：电子元件技术导读：本文详细分析了温度升高对LED各光电参数及可靠性的影响，以利于LED芯片和 LED照明产品的设计开发。
标签：可靠性结温LED寿命光通量光效光色配光曲线色温显色性led(Light Emitting Diode：发光二极管) 作为第四代光源，因其节能、环保、长寿命等优点极具发展前景。
但因为LED对温度极为敏感，结温升高会影响LED的寿命、光效、光色(波长)、色温、光形 (配光)以及正向电压、最大注入电流、光度、色度、电气参数以及可靠性等。
一、温度过高会对LED造成永久性破坏(1)LED工作温度超过芯片的承载温度将会使LED的发光效率快速降低，产生明显的光衰，并造成损坏;(2)LED多以透明环氧树脂封装，若结温超过固相转变温度(通常为125℃)，封装材料会向橡胶状转变并且热膨胀系数骤升，从而导致LED开路和失效。
二、温度升高会缩短LED的寿命LED的寿命表现为它的光衰，也就是时间长了，亮度就越来越低，直到最后熄灭。
通常定义LED光通量衰减30%的时间为其寿命。
通常造成LED光衰的原因有以下几方面：(1)LED芯片材料内存在的缺陷在较高温度时会快速增殖、繁衍，直至侵入发光区，形成大量的非辐射复合中心，严重降低LED的发光效率。
另外，在高温条件下，材料内的微缺陷及来自界面与电板的快扩杂质也会引入发光区，形成大量的深能级，同样会加速LED器件的光衰。
(2)高温时透明环氧树脂会变性、发黄，影响其透光性能，工作温度越高这种过程将进行得越快，这是LED光衰的又一个主要原因。
(3)荧光粉的光衰也是影响LED光衰的一个主要原因，因为荧光粉在高温下的衰减十分严重。
所以，高温是造成LED光衰，缩短LED寿命的主要根源。
不同品牌LED的光衰是不同的，通常LED厂家会给出一套标准的光衰曲线。
例如Philips Lumiled公司的Luxeon K2的光衰曲线如图1所示，当结温从115℃提高到135℃，其寿命就会从50，000小时缩短到20，000小时。
algainp红光led 高温光衰
algainp红光led 高温光衰红光LED是一种常见的光电器件，其具有高亮度、高稳定性和低功耗等优点，并被广泛应用于室内照明、汽车显示屏等领域。
然而，红光LED也存在着一个问题——高温光衰。
当红光LED长时间工作在高温环境下，其亮度会逐渐减弱，导致光效下降。
本文将详细介绍红光LED的高温光衰问题，并探讨其原因和解决方法。
首先，我们来了解一下红光LED的工作原理。
红光LED是一种半导体器件，其主要由P型半导体和N型半导体组成。
当外加正向电压时，P型半导体和N型半导体之间的电子和空穴被注入并复合，产生能量释放的光子，从而产生光。
这个过程叫做电致发光效应。
红光LED通常使用铝镓砷（AlGaAs）等材料，其发光波长在620至760纳米之间。
然而，当红光LED在高温环境下工作时，会出现亮度降低的现象。
这是因为高温会引起半导体材料内部的电子与空穴的自发复合增加，这些自发复合的能量释放不会通过发光的形式释放出来，而是以热量的形式散失。
此外，高温环境下，晶格振动增强，电子与晶格的相互作用也会增强，导致载流子的扩散速度与复合速度增加，从而增加光衰现象的几率。
红光LED的高温光衰问题主要有两方面的原因：热电子效应和材料的退化。
热电子效应是指高温环境下，载流子的热激活能力增加，使得电子与空穴的自发复合速率加快。
高温环境会增加晶体中激发了热能的电子密度，进而增加光子发射的几率。
此外，热电子效应还会导致导电性能的丧失。
由于高温环境下，电子和空穴的热激活能力增强，导致载流子浓度减少，电阻率增加，进而导致LED的亮度下降。
第二个原因是材料的退化。
红光LED使用的AlGaAs等材料在高温下容易发生化学反应，导致材料的退化。
例如，高温下，半导体材料可能发生氧化、腐蚀等反应，材料结构的变化会导致能带结构改变，进而影响电流的传输和光的发射。
此外，由于高温引起材料的热膨胀，可能导致晶格结构的变化，使得红光LED的发光效果受到影响。
针对红光LED的高温光衰问题，有几种解决方法：第一，改善散热条件。
LED灯体发热对寿命的影响
LED 灯体发热对寿命的影响The influence of heat on lamp's rated working life 一般来说，LED 灯工作是否稳定，品质好坏，与灯体本身散热至关重要。
目前市场上的高亮度 LED 灯由 LED、散热结构、驱动器、透镜组成，因此散热也是一 个重要的部分，如果 LED 灯体不能很好散热、它的寿命也会大大缩短。
热量管理是提高 LED 寿命的主要问题 The thermal management is the major method to improve the LED lamp's working life 由于空穴的启动能较高，热量特别容易在 p 型区域中产生，这个热量必须通过整个 结构才能消散，LED 器件的散热途径主要是热传导和热对流，如果灯体的热传导和热 对流设计不好，会产生严重的自加热效应，例如：射灯的腔体本身较狭窄，再把 DC TO DC 的 LED 驱动电源置入内腔，增加了热量，破坏了热对流，从而提高了 LED 灯的 温升。
芯片温度升高，引起热应力的非均匀分布、芯片发光效率和萤光粉激射效率下降；当 温度超过一定值时，器件失效率呈指数规律增加。
据统计资料表明，元件温度每上升 2℃，可靠性下降 10%。
如果把 DC TO DC 的 LED 驱动电源置入射灯内腔，我们可以计算如下： DC TO DC 的 LED 驱动电源效率为 85%，驱动电源的总输出功率为：5W/0.85=5.882W。
其中有 0.882W 的功率转换成热量，温升将会提高 6℃~10℃。
对灯的性能和可靠性将会产生毁灭性的影响。
所以，腔体小的 LED 灯不宜将驱动电源 PCB 放置到腔体内。
例如：射灯、球泡灯。
等。
我设计了一款射灯的驱动电源，效果很好。
是小腔体 LED 灯的最佳方案。
具体参数及使用说明如下：1LED 射灯电源使用说明书■概述 本产品采用极少的外围器件构成一款 AC-DC 型的 LED 驱动电源。
LED的热量管理
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2.热对LED性能和结构的影响
LED电致发光过程产生的热量和工作环境温度（Ta） 的不同，引起LED芯片结温Tj的变化。LED是温度敏感器 件，当温度变化时，LED的性能和封装结构都会受到影响， 从而影响LED的可靠性。
(1) 光通量与温度的关系
①光通量Фv与结温T
的关系
j
Фv（Tj2）=Фv（Tj1）e -kΔTj
0.005
0.25
固晶层 银胶 5
0.02
S(mm2)
1.0
0.39
2.5
2.5
环节热阻（K/W） 0.0294
0.2210
0.5882
1.6
总热阻 Rthjs
3.62K/W)
F. AlN衬底共晶倒装芯片/共晶固晶
热沉 Cu 264 1.85 1.0 7.065 19.625 1.1849
导热路径 材料
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5.几种常见LED的热阻参考值
Type
CHIP LED TOP LED Φ3mmLED Φ5mmLED Piranha Snap LED Power LED
Rthjs (K/W) 450-550 350-450 250-350 200-300 125-155 60-75
5-20
③将LED置于温度为Ta’(Ta’>Ta)的恒温箱中足够时间 至热平衡，Tj2= Ta’；
④重复步骤②，测得Vf2；
⑤
k=
Vf2-Vf1 Tj2- Tj1
=
Vf2-Vf1 Ta’-Ta
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（2）测量LED在输入电功率加热状态下的Vf变化
①将LED置于温度为Ta的恒温箱中，给LED输入电功率 Pd，使其产生自加热； ②维持If恒定足够时间，至LED工作热平衡，此时Vf达 至稳定，记录If、Vf； ③测量LED热沉温度Ts(取最高点)； ④切断输入电功率的电源，立即（<10ms）进行（1） 之②步骤，测量Vf3。
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LED灯具热效应对光电性能的影响及解决措施王成豹一、热效应对LED的影响LED被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。
有研究数据表明，假如LED芯片结温为25度时的发光为100%，那么结温上升至60度时，其发光量就只有90%；结温为100度时就下降到80%；140度就只有70%。
可见改善散热，控制结温是十分重要的事。
结温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：(1)减少LED的出光量；(2)造成LED发出光的峰值波长偏移，从而导致光源的颜色发生偏移；(3)缩短LED 的寿命。
不同品牌LED的光衰是不同的，通常LED厂家会给出一套标准的光衰曲线。
例如Philips Lumiled公司的Luxeon K2的光衰曲线如图1所示，当结温从115℃提高到135℃，其寿命就会从50，000小时缩短到20，000小时。
图1 Lumiled Luxeon K2随温度变化的光衰曲线一般情况下，光通量随结温的增加而减小的效应是可逆的。
也就是说当温度回复到初始温度时，光输出通量会有一个恢复性的增长。
这是因为材料的一些相关参数会随温度发生变化，从而导致LED器件参数的变化，影响LED的光输出。
当温度恢复至初态时，LED器件参数的变化随之消失，LED光输出也会恢复至初态值。
图2 不同k值LED的光输出(百分比)随结温的变化关系大功率LED能否正常工作，出LED芯片本身的因素之外，很大程度上还取决于LED与散热片的合理匹配及安装接触面的导热条件。
因此散热器的结构形式及安装工艺是大功率LED灯具有效散热的重要环节。
二、LED结温是如何产生的LED芯片的表面面积较小，工作时电流密度大，且用于照明时往往要求多个LED组合而成，LED密集度大，导致芯片发热密度高。
而结温上升会导致光输出减少，芯片加速蜕化，缩短LED寿命。
LED芯片的散热现在越来越为人们所重视，这是因为LED的光衰或其寿命是直接和其结温有关，散热不好结温就高，寿命就短。
LED结温产生的原因是因为所加入的电能并没有全部转化为光能，而是一部分转化成为热能。
LED发光技术已有飞跃发展，已经有200lm/W的报道，但LED 的电光转换效率大约只有20～30%左右。
也就是说大约70%的电能都变成了热能。
具体来说，LED结温的产生是由于两个原因导致的：（1）内部量子效率不高，也就是在电子和空穴复合时，并不能100％都产生光子，通常称为由“电流泄漏”而使PN区载流子的复合率降低。
泄漏电流乘以电压就是这部分的功率，也就是转化为热能，但这部分不占主要成分，因为现在内部光子效率已经接近90％。
（2）内部产生的光子无法全部射出到芯片外部而最后转化为热量，这部分是主要的，因为目前这种称为外部量子效率只有30％左右，大部分都转化为热量了。
三、热量传递的三种方式热量传递即由于温度差而产生热量从高温区向低温区的转移，有三种基本方式：热传导（导热）、热对流、热辐射。
（1）热传导：物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子以及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递。
例如：物体内部热量从温度较高的部分传递到温度较低的部分，以及温度较高的物体把热量传递给与之接触的温度较低的另一物体都是热传导现象。
（2）热对流：流动的流体（包括气体和液体）与其相接触的固体表面，具有不同温度时所发生的热量转移过程。
按流体产生流动的原因不同，可分为为自然对流和强迫对流。
自然对流是由于流体冷热各部分密度不同或者局部加热造成流体中的温差所致；而强迫对流则是由于外力(风机、水泵等)迫使流体进行流动。
（3）热辐射：物质以电磁波的形式向外发射一种带有能量的粒子过程成为辐射。
由于热的原因而产生的电磁波辐射成为热辐射。
物体不断吸收周围物体投射到它上面的热辐射，并把吸收的辐射能转变为热能。
辐射换热就是指物体之间相互辐射和吸收的总效果。
四、LED灯具热量传递模式对于一个LED灯具，热量首先从LED芯片产生，然后通过热传导、对流、辐射三种方式进行传递。
结合灯具的热量传递过程来看，热传导是热量经由芯片传递到散热器的主要方式，因此在考虑如何提高LED灯具的散热性能的时候，主要是通过改变LED灯具系统各个环节的热传导能力来达到目的，下图为3为LED系统结构示意图。
图3 LED系统结构示意图LED灯具系统散热性能的好坏直接由LED芯片（LED Chip）→线路板（Substrate）→散热器(Heat Sink)→空气(Aia)的热量传递过程决定，而这一过程主要有以下几个主要环节：(1)LED器件自身热阻的大小，直接影响到芯片产生的热量能否导出到支架或热沉上，需要从LED封装结构、封装材料、制作工艺方面来提高LED散热性能；(2)从LED到线路板的热阻，往往由线路板的材料、LED之间的间距、电阻的分布、LED与线路板的连接方式决定；(3)如果线路板到散热器的传递，这与二者之间的接触面积、接触程度、热阻大小而决定，如热量传递不出去，导致温度升高，依然存在LED失效的可能性；（4）散热器到空气的热量传递，从线路板上传递过来的热量无法尽快散出，这一过程主要依靠热对流和热辐射的形式完成，而热量传递的效果与散热器的结构和表面积有关系。
因此，我们从这三方面提高LED灯具的散热能力，从而控制LED结温在一定范围内。
五、解决LED灯具散热的措施1、LED芯片内部散热对于LED器件自身的内部散热，由于P-N结产生的热量绝大部分通过村底、粘台剂和热沉传到外界，所以内部散热的改进就牵涉到芯片衬底、粘合剂、热沉等的选材以及制作工艺、封装结构的设计。
最先能想到也是最简单的就是提高内部村底、牯台剂、热沉的热导率．同时增大传热面积，这样可以降低热阻。
但是受到空间限制，传热面积的增大受到限制，同时内部材料的选取也受到材料性能、价格、工艺水平等各方面因素影响。
对于粘贴材料而言，选用合适的芯片村底粘贴材料并在批量生产工艺中保证粘贴厚度尽量小，对保证器件的热导特性是十分重要的。
通常选用导热胶、导电型银浆和锡浆这三种材料进行粘贴。
导热胶导热特性鞍差，导电型银浆既有良好的导热特性，又有较好的粘贴强度。
但由于银浆在提升高度的同时会发热，且含铅等有毒金属，因此并不是粘贴材料的最佳选择。
与前两者相比，导电型锡浆的导热特性是三种材料中最优的，导电性能也非常优越。
2、LED线路板的选择在LED内部的热量传递到外部环境的过程中，必然要通过基板这一环节，所以提高PCB的热导率对于整个LED系统的散热具有至关重要的作用。
同时PCB还起着对LED芯片的电气连接和物理支撑的作用，所以对基板的设计要同时考虑电气和传热性能。
大功率LED的基板材料必须有高的电绝缘电阻，高稳定性，高热导率，与芯片相近的热膨胀系数以及平整性和一定的强度。
在LED内部的热量传递到外部环境的过程中，必然要通过基板这一环节，所以提高PCB的热导率对于整个LED系统的散热具有至关重要的作用。
同时PCB还起着对LED芯片的电气连接和物理支撑的作用，所以对基板的设计要同时考虑电气和传热性能。
大功率LED的基板材料必须有高的电绝缘电阻，高稳定性，高热导率，与芯片相近的热膨胀系数以及平整性和一定的强度。
一般对于常见LED的散热基板，大致可区分为传统印刷电路板环氧玻璃纤维板(FR4)、金属基印刷电路板(MCPCB)、陶瓷基板(AL2O3)及复合基板四种。
目前几乎绝大多数的LED灯具中都采用了铝基板。
铝基板上电路的铜箔为了要导电和导热要有足够的厚度和宽度，其宽度最好尽可能布满整个基板，以便把热传下去。
而下面一层绝缘体则要求其绝缘性能很好，而且还要导热性能很好。
然而这两个性能是矛盾的，通常都是导体的导热性能好，而绝缘体的导热性能差。
又要导热好又要绝缘好是很难做到的。
也是一种科研的课题。
目前采用的是一种掺有陶瓷填充物的改性环氧树脂或环氧玻璃布粘结片。
通过热压把铜箔绝缘体和铝板粘结起来。
有一些LED灯具，虽然散热器是经过精心设计，但是很快就坏，问题就是出在采用了热阻很大的铝基板或是剥离强度很差的铝基板。
用一段时间，电路薄膜就翘了起来，也就完全无法导热，很快就烧坏LED。
虽然铝基板只是一种特殊的印制板，但是它却承担着很重的散热任务，不仅绝缘层的导热要好，粘结要牢，而且它的外形还必须和散热器的外形配合，例如，在路灯里，通常是长方形的外形，在射灯中，通常是圆形的，而在日光灯中，通常是长条形的。
为了得到更好的导热性，也有时采用导热更好的铜基板，只是其价钱要更贵。
而且最后还是要连接到铝制散热器上去。
有可能会产生热膨胀系数不同而裂开的问题。
3、散热器的结构与形式谈到散热器，有一个概念先要搞清楚，就是导热和散热的区别。
导热就是要把热量最快地从发热源传送到散热器表面，而散热则是要把热量从散热器表面散发到空气中去。
首先要把热最快的导出来，然后要最有效地散到空气里去。
因为不管采用什么方法散热，最后还是只能把热量散发到空气中。
而热量的散发只有两种途径：对流和辐射。
现在主流的散热器都带有鳍片散热结构，鳍片的散热主要是靠对流和辐射，这其中对流是最重要的。
这两部分都取决于鳍片的总面积。
面积越大，散热效果越好。
然而，对流散热则不完全取决于鳍片面积的大小，而且还和风力风向有关，在完全无风的状态下，则和自然对流的阻力有关。
为了改进辐射散热，铝合金鳍片散热器要进行发黑处理，但是有人是采用喷黑色塑胶漆的方法，这种方法虽然也使其表面变黑，但是实际上又加上了一层绝缘层，妨碍了它的散热。
最好的方法是采用阳极氧化发黑处理，这个氧化层可以做得很薄，不至于影响其散热，但对辐射散热有很大的改进。
不管是对流还是辐射都是和散热器的散热面积成正比，所以要改善散热一定要加大散热器的面积。
散热器采用鳍片的形状是为了加大散热面积。
以利于辐射散热和对流散热。
散热器的最重要指标就是它的散热面积A，但是散热器的不同部位的散热效果是不同的。
在根部的散热效果就差，而在顶部的散热效果就好。
所以散热器有一个有效散热面积。
它通常是实际面积的70%左右。
从经验得出，一般要散1W功率的热量大约需要50-60平方厘米的有效散热器面积。
加大长度也是加大面积的一个方法。
但是并不是长度越长越好。
长度增加到一定程度以后，结温不但不再降低，反而会升高。
这是因为空气在沿长度方向的流动受到阻碍所致(主要对于垂直放置的鳍片为如此)。
所以对于散热器来说，除了加大面积以外，如何加速空气的对流是很重要的事，尤其是像LED路灯这类安装在室外的路灯更为重要。
由于室外的风向是不定的，为了在各种风向情况下都能有很好的对流，最好采用针状鳍片散热器。
但这也减小了其等效散热面积很大的百分比。
4、LED芯片、线路板、散热器间隙之间的导热在LED芯片、线路板、散热器之间热传递的过程中，往往会形成空气隙，而很小的气隙产生的热阻也会很大，因为空气的导热系数很小，约为0.023 W/m·k 所以一般采用导热胶来填充气隙，一般导热胶的导热系数大约1～2W/m·k。