| LED是点光源，不同于目前市场上的节能灯或白炽灯。点光源顾名思义也就是一个点发出的光亮，而这个点发出光还同时具有另一个重要特征，那就是只有一方向上有光(所有传统的背面反光罩对于LED本身来说是没有任何意义的)。如果我们想要用这种特殊的光来做照明使用，就必须对这个光进行一定的处理，才可以达到我们的要求和目的，所以我们要加上光学设计，把这个相对集中的点光源变成具有一定角度的散光，这也就是大家所熟悉的草帽LED，草帽LED是专业用于照明设计的一种封装形式，一方面它可以让光线从一个集中的点光源变成具有一定角度的散光源，另一方面，它具有更少的光衰效果，而让更多的光透射出来为我们所用。
虽(sui)(sui)然草(cao)帽(mao)LED在光学角度(du)上有了质的(de)(de)飞跃，但相对我(wo)(wo)们(men)所熟(shu)悉的(de)(de)面(mian)(mian)光源(yuan)来(lai)讲(jiang)，它依旧是(shi)(shi)(shi)一(yi)个点光源(yuan)，因(yin)其亮度(du)过于集(ji)中(zhong)，如果(guo)人(ren)眼(yan)直接看向光源(yuan)，还(hai)是(shi)(shi)(shi)会对我(wo)(wo)们(men)的(de)(de)眼(yan)睛造成一(yi)定(ding)的(de)(de)伤(shang)害。所以(yi)在LED照(zhao)(zhao)(zhao)明(ming)(ming)应用于家庭(ting)(ting)照(zhao)(zhao)(zhao)明(ming)(ming)灯(deng)中(zhong)，我(wo)(wo)们(men)还(hai)要(yao)进(jin)一(yi)步(bu)进(jin)其光线进(jin)行处理，再(zai)增(zeng)加(jia)一(yi)定(ding)的(de)(de)光学设(she)计，而达到人(ren)眼(yan)可以(yi)直接观测的(de)(de)目的(de)(de)，同时柔和光线，另一(yi)方(fang)面(mian)(mian)还(hai)要(yao)再(zai)次放(fang)大其照(zhao)(zhao)(zhao)射角度(du)，虽(sui)(sui)然草(cao)帽(mao)LED本(ben)身(shen)已(yi)经做(zuo)到120度(du)范围，但如果(guo)直接应用于家庭(ting)(ting)照(zhao)(zhao)(zhao)明(ming)(ming)，给我(wo)(wo)们(men)的(de)(de)感觉是(shi)(shi)(shi)屋顶上表(biao)现出来(lai)是(shi)(shi)(shi)一(yi)片漆(qi)黑，我(wo)(wo)们(men)要(yao)利用灯(deng)具(ju)最外面(mian)(mian)的(de)(de)透明(ming)(ming)罩(zhao)把光线再(zai)次分(fen)散(san)开来(lai)，从而适(shi)应正(zheng)常的(de)(de)家庭(ting)(ting)照(zhao)(zhao)(zhao)明(ming)(ming)。
大(da)功率与小功率LED的区别(bie)
随着LED技术的(de)不(bu)断(duan)发展，人们(men)为(wei)(wei)适应大面积照明而(er)研发出功率(lv)越来越大的(de)单(dan)颗LED芯片，目前(qian)(qian)全球最前(qian)(qian)沿已经可(ke)以(yi)做(zuo)到(dao)单(dan)颗LED功率(lv)为(wei)(wei)200W以(yi)上，虽(sui)然功率(lv)可(ke)以(yi)做(zuo)到(dao)很(hen)大，但其性价比(bi)并不(bu)佳。下面以(yi)我们(men)以(yi)常见的(de)几种LED为(wei)(wei)例(li)做(zuo)一(yi)个分析(xi)。
目前业内大(da)量使用(yong)的(de)(de)都是(shi)单(dan)颗(ke)(ke)0.06W功率(lv)，其亮(liang)度最大(da)可以(yi)做(zuo)到(dao)7LM，我(wo)们暂按(an)普通的(de)(de)做(zuo)到(dao)6LM计(ji)算，如果要(yao)让功率(lv)达到(dao)1W，我(wo)们需要(yao)用(yong)17个同样(yang)的(de)(de)LED，其总(zong)亮(liang)度为17*6=102LM，也就是(shi)说可以(yi)做(zuo)到(dao)100LM/W，如果我(wo)们采用(yong)单(dan)颗(ke)(ke)芯(xin)片为1W的(de)(de)功率(lv)，其输出的(de)(de)亮(liang)度最高做(zuo)到(dao)80LM，常(chang)用(yong)的(de)(de)一般在60LM左右，这是(shi)亮(liang)度上的(de)(de)一个主要(yao)区别，由此(ci)可见，对于(yu)家(jia)庭(ting)使用(yong)来讲(jiang)，我(wo)们还(hai)是(shi)要(yao)选(xuan)择(ze)小功率(lv)的(de)(de)LED比较合(he)适(shi)。
从(cong)产品成(cheng)本(ben)(ben)角(jiao)度讲(jiang)，LED驱动(dong)电(dian)源成(cheng)本(ben)(ben)要(yao)高于小功率的成(cheng)本(ben)(ben)，这来(lai)自于两个方(fang)面，一是LED本(ben)(ben)身的造(zao)价，二是大(da)功率的LED要(yao)加(jia)铝(lv)散热(re)片(pian)，小功率只要(yao)用普通电(dian)路板，加(jia)上自然散热(re)就(jiu)可以达到要(yao)求。
从产品(pin)日后维护成(cheng)本(ben)来(lai)看，如果我(wo)们(men)的(de)(de)(de)(de)灯(deng)具在使(shi)用中(zhong)出现故障，可以(yi)找任(ren)何一家(jia)电器修(xiu)理店去更(geng)换损坏的(de)(de)(de)(de)LED，一颗0.06W的(de)(de)(de)(de)LED成(cheng)本(ben)最多1元钱，加上(shang)(shang)维修(xiu)费也不超过(guo)5元，如果是更(geng)换1颗1W的(de)(de)(de)(de)LED，LED成(cheng)本(ben)就要8元，加上(shang)(shang)维修(xiu)费用就要15元左右。而(er)相对来(lai)讲，小功(gong)率(lv)的(de)(de)(de)(de)LED市(shi)场上(shang)(shang)随便(bian)一个电子市(shi)场都(dou)可以(yi)采购(gou)到(dao)，大功(gong)率(lv)的(de)(de)(de)(de)则不一定哪里都(dou)可以(yi)买到(dao)。
LED走向大功率(lv)是一个市场趋势，也是未来发(fa)展的主流(liu)，但目前(qian)(qian)由于技术(shu)上还未能达到我们(men)所(suo)期(qi)望(wang)的结果，从技术(shu)角度讲(jiang)，目前(qian)(qian)还不太适合用(yong)于家庭照明。
LED本身是半(ban)导(dao)体(ti)器件，所有半(ban)导(dao)体(ti)器件正常工作都(dou)有一定的(de)(de)温(wen)度(du)要(yao)求，包括环(huan)境温(wen)度(du)和工作温(wen)度(du)。一般(ban)半(ban)导(dao)体(ti)器件正常工作的(de)(de)环(huan)境温(wen)度(du)都(dou)要(yao)低于80度(du)，当LED内(nei)部(bu)的(de)(de)PN结温(wen)度(du)到达140度(du)的(de)(de)时(shi)候，就会(hui)失效(xiao)。正常工作时(shi)其自身的(de)(de)温(wen)度(du)会(hui)通过(guo)(guo)引(yin)脚(jiao)或(huo)专(zhuan)用底座(zuo)散(san)(san)发出来，进而再通过(guo)(guo)连(lian)接在引(yin)脚(jiao)上(shang)的(de)(de)电路(lu)板(ban)或(huo)铝(lv)基板(ban)向四周的(de)(de)空(kong)气中散(san)(san)发出去(qu)，以保(bao)证LED的(de)(de)正常工作。一般(ban)来讲单(dan)颗功(gong)(gong)率(lv)大(da)于0.2W以上(shang)，都(dou)要(yao)采用铝(lv)基板(ban)做散(san)(san)热(re)，再大(da)功(gong)(gong)率(lv)还要(yao)增加(jia)铝(lv)壳(qiao)和铝(lv)散(san)(san)热(re)片。当然这(zhei)与整个灯内(nei)LED的(de)(de)数(shu)量(liang)和密度(du)有关，过(guo)(guo)于集中的(de)(de)小功(gong)(gong)率(lv)LED同(tong)样要(yao)考虑散(san)(san)热(re)设计(ji)。这(zhei)如同(tong)于各位身边(bian)的(de)(de)每一件电子产品(pin)，如：电视机(ji)、显示器、计(ji)算机(ji)主机(ji)等。不正确的(de)(de)散(san)(san)热(re)设计(ji)会(hui)直(zhi)接导(dao)致LED寿(shou)命(ming)缩(suo)短和加(jia)快光衰速度(du)。
1.现在(zai)大部分(fen)的结温上(shang)限都能做到120度左右，目前cree的应该(gai)算(suan)是较高的，为150度。
2.灯珠(zhu)热阻根据封(feng)装材料结构不同而不同，有些多(duo)芯片(pian)的高达(da)几十(shi)，单芯片(pian)的一般都是个位数(shu)，顶(ding)多(duo)十(shi)几，当然(ran)这直(zhi)接关系到结温，算是关系到LED电源，光效等(deng)的重要参数(shu)了(le)。
3.目前大部(bu)分LED灯具设计(ji)寿命都是(shi)20000~50000H，这(zhei)由许多因素决定(ding)，首先IC等(deng)的寿命就(jiu)限制(zhi)了(le)整灯的寿命。
4.结构(gou)布(bu)局上从(cong)散(san)热(re)方面来说其实(shi)就是接触(chu)热(re)阻与导热(re)瓶(ping)颈的问题(ti)，这(zhei)涉及(ji)较多，不好(hao)列(lie)出。总的来说就是结构(gou)一(yi)体，大面积良好(hao)接触(chu)。PCB上面灯珠尽量平(ping)均分布(bu)就是了，避免(mian)热(re)源集中。
5.驱(qu)动效率当(dang)然越高越好，布局上(shang)尽量原理(li)最大热(re)源，也就是LED灯珠。可采用灌胶等(deng)方(fang)式，达到散(san)热(re)固定(ding)绝(jue)缘的效果。
综合考虑(lv)：良好(hao)(hao)的散热设计温(wen)升最好(hao)(hao)控制在(zai)35以(yi)下(xia)。结温(wen)80以(yi)下(xia)。理论寿命50000以(yi)上(shang)。
目前(qian)的散热(re)设计难题
1.自(zi)然散热受(shou)空间(jian)限制太大(辐(fu)射散热本(ben)身影响较小，且受(shou)空间(jian)尺寸(cun)限制)。
2.自然散(san)热面积改善空间有(you)(you)限(对流散(san)热有(you)(you)限)。
3.目前都(dou)采用金属部(bu)件做散热(re)(re)器(qi)，较(jiao)小(xiao)空间(jian)内热(re)(re)传导已经足够。(散热(re)(re)器(qi)温差(cha)较(jiao)小(xiao)，导热(re)(re)系数影响(xiang)较(jiao)小(xiao))。
4.大部分的散热(re)设计(ji)都(dou)只能集中在灯(deng)珠选择，散热(re)面(mian)积，界面(mian)接触(chu)热(re)阻(zu)，辐射(she)散热(re)上面(mian)。几乎穷途末(mo)路。
5.目(mu)前(qian)状(zhuang)况，散(san)(san)热设(she)(she)计的(de)(de)突(tu)破点在灯具系统(tong)的(de)(de)散(san)(san)热设(she)(she)计，是一(yi)个实际生产(chan)制造(zao)，材料配件(jian)，结构造(zao)型与散(san)(san)热设(she)(she)计各种经验相结合的(de)(de)成(cheng)果。
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