LED燈具散熱問題及其可調(diào)整式熱保護(hù)技術(shù)的解析

　　伴隨LED照明市場高速發(fā)展，LED照明應(yīng)用相關(guān)產(chǎn)品愈趨于輕薄短小，而且功率需求卻更為強(qiáng)大，其中，關(guān)于散熱效能要求日益嚴(yán)苛。另外，LED電源模塊的失效率亦隨著燈具材料散熱效能有限而提高，因此，在LED照明控制 IC相關(guān)熱保護(hù)感測技術(shù)，近來成為各LED燈具設(shè)計應(yīng)用之熱點。

　　LED燈具散熱問題

　　一般傳統(tǒng)的LED燈具以采用鋁散熱材料作為燈殼，雖有良好的散熱效果，但加工復(fù)雜、成本高、材質(zhì)重等缺點。LED照明燈具散熱原理上，需藉由物質(zhì)內(nèi)部傳導(dǎo)熱能的載體導(dǎo)熱機(jī)理。

　　其中，金屬導(dǎo)熱佳主要是因為金屬具有自由電子因而能快速傳遞熱能;而塑料因無自由電子，分子振動困難，其熱傳導(dǎo)主要是材料本身晶格震動的結(jié)果，而聲子為主要熱能載荷者。

　　相對的，塑料燈殼在設(shè)計、性能和成本方面的其他優(yōu)點，如重量輕（比鋁材輕20~40%）、兼具易成形、低成本，而且最為重要的特色是因塑料不導(dǎo)電，具備良好的電氣絕緣能力，故非隔離型LED照明驅(qū)動器采用塑料外殼已是大勢所趨。

　　不過，一般塑料其導(dǎo)熱效能相當(dāng)差，樹脂種類材料也直接影響導(dǎo)熱好壞，一般塑料導(dǎo)熱系數(shù)k值一般只有0.2W/（m*K），約為金屬鋁之1/1000。無法有效散熱及影響LED燈具可靠度。

　　LED燈具可靠度

　　可靠度的概念，最早始于二次大戰(zhàn)，德國在研制V-1火箭時，對于每個組件的失效率直接影響整個系統(tǒng)的表現(xiàn)研究。在LED燈具的電源模塊中觀念相同，其中環(huán)境溫度的變因更會導(dǎo)致降低LED燈具的可靠度，LED與驅(qū)動電路中所使用的電解電容器于可靠度評估中影響最大。

　　其中圖1為高亮度白光LED的Tj溫度與使用命關(guān)系圖，從圖中可知Tj溫度愈低則使用壽命愈長，另外，圖2電解電容器器溫度與使用壽命關(guān)系圖，電源模塊中電解電容器使用壽命，也同樣與環(huán)境溫度成反比。

　　電解電容器毀壞甚至?xí)?dǎo)致燈具無法使用，故若燈具能隨著感測環(huán)境溫度有效的調(diào)整自體溫度也就能延長LED燈具的使用壽命。因此，如何調(diào)整溫度為LED照明應(yīng)用中重要之課題。

? ? ? ? 圖1 LEDTj溫度與使用壽命關(guān)系圖