基于垂直与水平散热模式LED光电热特性研究

　　摘要：本文分析了中小功率LED新型散热模式——垂直散热的潜在优点。与传统散热模式——水平散热相比，新型垂直散热LED具有亮度高、散热快、光衰小、稳定性高等优点。本文对不同散热模式LED的结构、散热方式、光衰及色坐标漂移进行了分析和对比，并进行热特性模拟和实验测试分析。从散热、可靠稳定性及成本、体积等各个方面研究了基于垂直散热结构的LED光电热特性，指出垂直散热结构中小功率LED是目前应用照明光源的发展趋势。

　　关键词：LED；热管理；ANASYS；光电热特性；光衰

 

　　LED固体光源，与传统光源相比，具有效率高、光色纯、能耗低、寿命长，可靠耐用、应用灵活、无污染等优点，目前已广泛应用于道路照明、家用照明、汽车灯照明、景观照明等领域[1]。然而良好的散热特性是LED优异性能和稳定可靠的根本保证。温度对LED性能产生重要的影响，包括色温改变、波长红移、效率下降、正向压降等等，因此，热管理对LED的性能、光转换效率以及应用产生重要的影响[2]。

　　本文主要研究新型垂直散热模式LED在光电热特性方面的潜在优点。与传统水平散热模式LED相比，垂直散热结构LED具有亮度高、散热快、光衰小、成本低、稳定可靠的特点，是目前中小功率LED中应用照明光源的发展趋势。
 

　　一、垂直与水平散热模式结构对比

　　在本文两种不同散热模式LED特性分析中，新型垂直散热模式LED选用目前市场及应用热门的3014LED为例，传统水平散热模式则选用常用的3528LED为例，以做对比分析。

　　图1和图2分别为垂直散热与水平散热LED的结构示意图，图3所示为两种LED的散热方式示意图。

　　

　　图1. 垂直散热模式结构示意图

　　

　　图2. 水平散热模式结构示意图

　　

　　图3. 水平与垂直散热方式示意图

　　从图1、图2的结构图中可以看出，3528LED在结构是通过銲接两端电极的焊脚进行散热，散热方式为水平散热。3014LED在结构上是通过底板散热通道进行散热，散热方式主要为垂直散热。图3更清楚的表达了两种不同结构LED 的散热模式。