大功率LED散热技术研究进展.docx

大功率LED散热技术研究进展
摘要：
随着科技的不断发展，LED光源作为一种新型的光源，已经广泛运用到生产生活等各个领域中。然而，在高功率LED光源的使用中，散热问题成为制约其应用的重要因素。本文综述了当前大功率LED散热技术的研究进展，包括LED散热机理、散热材料、散热结构和散热控制等方面，总结了主流的散热方案，并分析了未来的发展趋势。
关键词：LED；散热；散热机理；散热材料；散热结构
正文：
一、LED散热机理
LED光源的热量主要由两部分组成，一部分是由电流在化学反应中所产生的热量，另一部分则是由光能被转化为热能。因此，高功率LED使用中需要采取有效的散热措施，保证其热量不会导致LED的性能下降，或者损坏LED器件。
LED散热机理主要分为三种，即传导、对流和辐射。其中传导是指热量通过固体材料的传导方式传递，对于散热材料的选用非常重要。对流则是指空气或者液体的流体作用，它可以有效地带走热量。辐射也是LED散热的重要方式，可以通过表面辐射方式传递热量。
二、散热材料
散热材料是影响LED散热效果的关键因素之一。目前热导率高的散热材料主要有金属材料、陶瓷材料、石墨材料和聚合物材料等。其中金属散热材料应用最为广泛，主要包括铝、铜、镁、钛、镍、钨等，常见的散热方式有金属基板、铝基板、铜基板、复合陶瓷基板等。
三、散热结构
散热结构的设计直接影响LED散热的效果。常见的散热结构有散热片、散热器、散热管、散热风扇等。在设计散热结构时，应该根据大功率LED的实际使用环境和工作状态来确定散热结构的方案，并进行相应的优化设计。
散热片是LED散热的传统方式。散热片的实现方法有黏合法、直接生长法、阳极表面氧化法、阳极锥形坑穴法、电沉积法等。但散热片的散热面积较小，可能无法满足高功率LED的散热需求。
散热器则能够增加散热面积，提高散热效率。它由数个散热片组成，并安装风扇和散热管等元器件，传热效率比散热片更高，并且具有强制对流的作用。不过，散热器价格较高，另外需配置风扇，并且散热器重量较大，容易导致LED电路板变形。
散热管也是一种高效的LED散热方案，通过黏合或者焊接方式将散热器与散热管结合，使热量更加快速地传递，最终通过风扇或者对流的方式带走热量。
四、散热控制
散热控制是对LED散热温度进行实时控制的过程，并可以通过各种方式降低散热温度。常见的散热控制方式有风扇、散热片、散热器、电机、Peltier效应等。
风扇是LED散热控制中，最基础的方式，它可以制造强制空气传热，有效的带走热量。散热片则利用低温传热，将热量传给散热装置，关键是它可以达到对某个局部的温度降低。散热器则使用对流流体，达到强化的散热效果，其优点在于普遍采用，并且散热性能比散热片高。
电机和Peltier效应则比较新颖。电机是使用电动机驱动，使风扇或者压缩机等散热装置进行强制对流，可以实现精准控制。Peltier效应则是一种热电制冷技术，基于材料内部温差结果的现象来制作Peltier制冷片，利用电子的运动、吸收和释放热量，实现制冷或制热。
结论：
因为它的优异性，LED已经成为了室内和室外照明等领域的主力光源，而大功率LED光源的应用也日益广泛。然而，在LED使用中，散热问题是需要解决的重要问题。本文详细阐述了大功率LED散热技术的研究进展和对未来的展望，可以对LED散热的研究和应用有所启发。