大功率LED散热的改善方法

3．2 热导率对LED的散热的影响
只考虑热传导与对流，改变不同封装填充材料如硅树脂．得出结果，如图3所示。即使找到一种热导率高达7 Wm-1K-1的环氧树脂成分封装材料时，相比使用热导率为0.25 Wm-1K-1的环氧树脂成分封装材料时，芯片温度下降不多，铝基板温度只下降了2.271℃，最大功率仅提高了0.69 W。实际上，热导率值超过7Wm-1K-1以上、可商业化的透明硅树脂封装材料目前尚无文献报导。分布云图如图4所示。

表2给出透镜热导率为0.2 Wm-1K-1时，不同热沉材料的导热系数对于LED最大功率影响。由表2看出，热沉材料对于LED的最大散热能力的影响很小。

综上所述，热导率变化对LED最大功率影响微弱。
3．3 增加散热面积对LED散热的影响
表3为3种不同散热方式对LED的温度分布、最大功率的影响。可以看出，增加散热面积是很好的散热方式，可以轻易地提高LED器件散热能力，这是目前LED产品所普遍使用的散热方式之一。然而缺点也很明显：影响成本、增加产品重量、影响封装密度。无限度地提高LED散热片面积显然不现实，因此一般使用1.5inch2散热片提升LED产品最大功率至10 W左右，出于成本等因素就不能继续提高。

3．4 对流方式对LED散热的影响
常见对流散热方式有两种：自然对流和强制对流。固定结构的散热与表面传热系数有关。空冷方式时，不同传热系数对最大功率的影响如图5所示。强对流方式在一定速度内会大大提高LED产品的散热能力，有助于提高散热效果。

综上所述，无论是增加散热面积还是增加对流速度都不能无限制地提高散热能力，其原因在于：当散热结构、方式固定后，即使LED导热率有所上升，也无法真正大幅度降低芯片温度；事实证明增加散热面积，可以促进散热。但由于成本限制，且不可能无限制地增加散热面积，因此，要提升LED产品的散热能力，关键要在最大努力增加散热面积时，寻找一种可以快速将上表面热量带走的散热方式。

4 结语
利用ANSYS软件对大功率LED进行三维有限元热分析，并绘制了其受不同因素影响时器件的温度云图，通过比较各种因素对散热性能的影响，得出结论：在经过必要的选材优化后，对于材料热导率的追求只是对提高LED散热能力细枝末节地修改，想要大幅度地提高LED的散热能力，关键是增加散热面积与改变散热方式。