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功率150w的LED散热如何计算需要多大的表面积的散热器?
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一般大功率1w灯珠需要多大的散热面积？
提问者：时姝惠| 地点：
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已有4条回答
回答数：28335
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一般大功率1w灯珠需要多大的散热面积：具体的要根据你工程设计的来算，市场一般都是50cm平方每W (计算的是表面积)如3.5cm*3.5cm的铝板 。
回答数：16952
| 被采纳数：27
3014灯珠与大功率灯珠相比，Junction to case 热阻大，使用相同的散热器，结温会比大功率的大；要达到相同的结温3014灯珠散热面积要大一些；具体大多少，可以用散热仿真软件模拟，不过果在规格书的SPEC内，可以正常使用。
回答数：13673
| 被采纳数：16
大功率LED发展较快，在结构和性能上都有较大的改进，产量上升、价格下降；还开发出单颗功率为100W的超大功率白光LED。与前几年相比较，在发光效率上有长足的进步。例如，Edison公司前几年的20W白光LED，其光通量为700lm，发光效率为35lm/W。2007年开发的100W白光LED，其光通量为6000lm，发光效率为60lm/W。又例如，Lumiled公司最近开发的K2白光LED，与其Ⅰ、Ⅲ系列同类产品比较如表1所示。从表中可以看出：K2白光LED在光通量、最大结温、热阻及外廓尺寸上都有较大的改进。Cree公司新推出的XLamp XR～E冷白光LED，其最高亮度挡QS在350mA时光通量可达107～114lm。这些性能良好的大功率LED给开发LED白光照明灯具创造了条件。
　　前几年，各种白光LED照明灯具主要是采用小功率Φ5白光LED来做的。如1～5W的灯泡、15～20W的管灯及40～60W的路灯、投射灯等。这些灯具使用了几十到几百个Φ5白光LED，生产工艺复杂、可靠性差、故障率高、外壳尺寸大，并且亮度不足。为改进上述缺点，这几年逐步采用大功率白光LED来替代Φ5白光LED来设计新型灯具。例如，用18个2W的白光LED做成的街灯，若采用Φ5白光LED则要几百个。另外，用一个1.25W的K2系列白光LED，可做成光通量为65lm的强光手电筒，照射距离可达几十米。若采用Φ5白光LED来做则是不可能的。
　　用大功率LED做的灯具其价格比白炽灯、日光灯、节能灯要高得多，但它的节能效果及寿命比其他灯具也高的多。如果在路灯系统及候机大厅、大型百货商场或超市、高级宾馆大堂等用电大户的公共场所全部采用LED灯具，其一次性投资较高，但长期的节电效果及经济性都是值得期待的。
　　目前主要采用1～3W大功率白光LED作照明灯，因为其发光效率高、价格低、应用灵活。
　　大功率LED的散热问题
　　LED是个光电器件，其工作过程中只有15%～25%的电能转换成光能，其余的电能几乎都转换成热能，使LED的温度升高。在大功率LED中，散热是个大问题。例如，1个10W白光LED若其光电转换效率为20%，则有8W的电能转换成热能，若不加散热措施，则大功率LED的器芯温度会急速上升，当其结温(TJ)上升超过最大允许温度时(一般是150℃)，大功率LED会因过热而损坏。因此在大功率LED灯具设计中，最主要的设计工作就是散热设计。
　　另外，一般功率器件(如电源IC)的散热计算中，只要结温小于最大允许结温温度(一般是125℃)就可以了。但在大功率LED散热设计中，其结温TJ要求比125℃低得多。其原因是TJ对LED的出光率及寿命有较大影响：TJ越高会使LED的出光率越低，寿命越短。
　　图1是K2系列白光LED的结温TJ与相对出光率的关系曲线。在TJ=25℃时，相对出光率为1；TJ=70℃时相对出光率降为0.9；TJ=115℃时，则降到0.8了。
　　表2是Edison公司给出的大功率白光LED的结温TJ在亮度衰减70%时与寿命的关系(不同LED生产厂家的寿命并不相同，仅做参考)。
　　在表2中可看出：TJ=50℃时，寿命为90000小时；TJ=80℃时，寿命降到34000小时；TJ=115℃时，其寿命只有13300小时了。TJ在散热设计中要提出最大允许结温值TJmax,实际的结温值TJ应小于或等于要求的TJmax,即TJ≤TJmax。
　　大功率LED的散热路径.
　　大功率LED在结构设计上是十分重视散热的。图2是Lumiled公司K2系列的内部结构、图3是NICHIA公司NCCW022的内部结构。从这两图可以看出：在管芯下面有一个尺寸较大的金属散热垫，它能使管芯的热量通过散热垫传到外面去。
　　大功率LED是焊在印制板(PCB)上的，如图4所示。散热垫的底面与PCB的敷铜面焊在一起，以较大的敷铜层作散热面。为提高散热效率，采用双层敷铜层的PCB，其正反面图形如图5所示。这是一种最简单的散热结构。
　　热是从温度高处向温度低处散热。大功率LED主要的散热路径是：管芯→散热垫→印制板敷铜层→印制板→环境空气。若LED的结温为TJ，环境空气的温度为TA,散热垫底部的温度为Tc(TJ＞Tc＞TA)，散热路径如图6所示。
　　在热的传导过程中，各种材料的导热性能不同，即有不同的热阻。若管芯传导到散热垫底面的热阻为RJC(LED的热阻)、散热垫传导到PCB面层敷铜层的热阻为RCB、PCB传导到环境空气的热阻为RBA,则从管芯的结温TJ传导到空气TA的总热阻RJA与各热阻关系为：
　　RJA=RJC+RCB+RBA
　　各热阻的单位是℃/W。
　　可以这样理解：热阻越小，其导热性能越好，即散热性能越好。
　　如果LED的散热垫与PCB的敷铜层采用回流焊焊在一起，则RCB=0，则上式可写成：
　　RJA=RJC+RBA
　　散热的计算公式
　　若结温为TJ、环境温度为TA、LED的功耗为PD,则RJA与TJ、TA及PD的关系为：
　　RJA=(TJ－TA)/PD (1)
　　式中PD的单位是W。PD与LED的正向压降VF及LED的正向电流IF的关系为：
　　PD=VF×IF (2)
　　如果已测出LED散热垫的温度TC，则(1)式可写成：
　　RJA=(TJ－TC)/PD+(TC－TA)/PD
　　则RJC=(TJ－TC)/PD (3)
　　RBA=(TC－TC)/PD (4)
　　在散热计算中，当选择了大功率LED后，从数据资料中可找到其RJC值；当确定LED的正向电流IF后，根据LED的VF可计算出PD；若已测出TC的温度，则按(3)式可求出TJ来。
　　在测TC前，先要做一个实验板(选择某种PCB、确定一定的面积)、焊上LED、输入IF电流，等稳定后，用K型热电偶点温度计测LED的散热垫温度TC。
　　在(4)式中，TC及TA可以测出，PD可以求出，则RBA值可以计算出来。
　　若计算出TJ来，代入(1)式可求出RJA。
　　这种通过试验、计算出TJ方法是基于用某种PCB及一定散热面积。如果计算出来的TJ小于要求(或等于)TJmax，则可认为选择的PCB及面积合适；若计算来的TJ大于要求的TJmax，则要更换散热性能更好的PCB，或者增加PCB的散热面积。
　　另外，若选择的LED的RJC值太大，在设计上也可以更换性能上更好并且RJC值更小的大功率LED，使满足计算出来的TJ≤TJmax。这一点在计算举例中说明。
　　各种不同的PCB
　　目前应用与大功率LED作散热的PCB有三种：普通双面敷铜板(FR4)、铝合金基敷铜板(MCPCB)、柔性薄膜PCB用胶粘在铝合金板上的PCB。
　　MCPCB的结构如图7所示。各层的厚度尺寸如表3所示。
　　其散热效果与铜层及金属层厚如度尺寸及绝缘介质的导热性有关。一般采用35μm铜层及1.5mm铝合金的MCPCB。
　　柔性PCB粘在铝合金板上的结构如图8所示。一般采用的各层厚度尺寸如表4所示。1～3W星状LED采用此结构。
　　采用高导热性介质的MCPCB有最好的散热性能，但价格较贵。
　　计算举例
　　这里采用了NICHIA公司的测量TC的实例中取部分数据作为计算举例。已知条件如下：
　　LED：3W白光LED、型号MCCW022、RJC=16℃/W。K型热电偶点温度计测量头焊在散热垫上。
　　PCB试验板：双层敷铜板(40×40mm)、t=1.6mm、焊接面铜层面积1180mm2背面铜层面积1600mm2。
　　LED工作状态：IF=500mA、VF = 3.97V。
　　用K型热电偶点温度计测TC，TC=71℃。测试时环境温度TA = 25℃.
　　1.TJ计算
　　TJ=RJC×PD+TC=RJC(IF×VF)+TC
　　TJ=16℃/W(500mA×3.97V)
　　+71℃=103℃
　　2.RBA计算
　　RJA=(TC－TA)/PD
　　=(71℃－25℃)/1.99W
　　=23.1℃/W
　　3.RJA计算
　　RJA=RJC+RBA
　　=16℃/W+23.1℃/W
　　=39.1℃/W
　　如果设计的TJmax=90℃，则按上述条件计算出来的TJ不能满足设计要求，需要改换散热更好的PCB或增大散热面积，并再一次试验及计算，直到满足TJ≤TJmax为止。
　　另外一种方法是，在采用的LED的RJC值太大时，若更换新型同类产品RJC=9℃/W(IF=500mA时VF=3.65V)，其他条件不变，TJ计算为：
　　TJ=9℃/W(500mA×3.65V)+71℃
　　=87.4℃
　　上式计算中71℃有一些误差，应焊上新的9℃/W的LED重新测TC(测出的值比71℃略小)。这对计算影响不大。采用了9℃/W的LED后不用改变PCB材质及面积，其TJ符合设计的要求。
　　PCB背面加散热片
　　若计算出来的TJ比设计要求的TJmax大得多，而且在结构上又不允许增加面积时，可考虑将PCB背面粘在&∪&形的铝型材上(或铝板冲压件上)，或粘在散热片上，如图10所示。这两种方法是在多个大功率LED的灯具设计中常用的。例如，上述计算举例中，在计算出TJ=103℃的PCB背后粘贴一个10℃/W的散热片，其TJ降到80℃左右。
　　这里要说明的是，上述TC是在室温条件下测得的(室温一般15～30℃)。若LED灯使用的环境温度TA大于室温时，则实际的TJ要比在室温测量后计算的TJ要高，所以在设计时要考虑这个因素。若测试时在恒温箱中进行，其温度调到使用时最高环境温度，为最佳。
　　另外，PCB是水平安装还是垂直安装，其散热条件不同，对测TC有一定影响，灯具的外壳材料、尺寸及有无散热孔对散热也有影响。因此，在设计时要留有余地。
回答数：30835
| 被采纳数：15
一般的铝制散热器约60平方厘米
　LED是个光电器件，其工作过程中只有15%～25%的电能转换成光能，其余的电能几乎都转换成热能，使LED的温度升高。在大功率LED中，散热是个大问题。例如，1个10W白光LED若其光电转换效率为20%，则有8W的电能转换成热能，若不加散热措施，则大功率LED的器芯温度会急速上升，当其结温(TJ)上升超过最大允许温度时(一般是150℃)，大功率LED会因过热而损坏。因此在大功率LED灯具设计中，最主要的设计工作就是散热设计。
　　另外，一般功率器件(如电源IC)的散热计算中，只要结温小于最大允许结温温度(一般是125℃)就可以了。但在大功率LED散热设计中，其结温TJ要求比125℃低得多。其原因是TJ对LED的出光率及寿命有较大影响：TJ越高会使LED的出光率越低，寿命越短。大功率LED散热设计_百度文库
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大功率LED散热设计
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散热器中间是嵌入式铝片，而且没有打磨平整，导致铝基板接触不良，差评！
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:我第一次听说单颗耐压9伏的灯珠！长见识啦！谢谢楼主！ ( 13:09) 6V 9V 18V 36V等电压的都有。。。
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这个散热风扇是决定整灯寿命的关键呀~~~多年之前用的一张显卡烧了散热风扇都不知道，后来经常无故死机，打开机箱看一下发现风扇不转之后连叶片啥的全都热溶化了 ，再去换风扇已经太迟，核心已经烧毁了
东西是不错啊……。支持一下
这种36W的用过几十个！故障率太高了。不是电容干了就是塑料壳老化碎掉。还有很多直接不亮。 还是全金属矿灯好些。
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我就佩服你这万用表，高端货
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怎么没有温升测试
风扇的质量好坏决定的灯的寿命
亮瞎眼的技术，
看到好多都反应主动散热好牛逼，其实你看看par30灯服装灯，必须主动散热，这个就是3个50的帕灯组成一个灯的样子，原理差不多，关键在风扇品牌和灯珠，帕灯3030灯珠一般都是用的欧司朗的，单颗可以做到3w，国内没看见能做3w的3030珠，2835最多做1w的，所以感觉并不牛
非常专业的拆解和讲解。该驱动在EMC方面好像是个空白？我看到有一颗黄色的安规X电容？这方面如何评价呢？抗脏电抗浪涌电压能力如何呢？
做工不错，这么高电压啊，只玩过低端球灯的路过！
分流 高压低电流 减少变压器的用料 壳体采用主动散热防护基本到位基本上可以判定这设计师和陶大师在照明这块儿 下潜很深。
感觉这灯的寿命取决于风扇寿命和电源寿命。如果加上过热保护就好了= =
万用表不错！！
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Time 0.081823 second(s),query:5 Gzip enabled如何确定LED散热器达到散热要求？_百度知道
如何确定LED散热器达到散热要求？
我有更好的答案
大功率一般用鳍片式散热器。大约1W需要20--30平方厘米的金属散热板一般小功率的LED发热量较小，散热器要求不高。散热面积越大，散热效率越高
只有根据实际应用情况来对比？说明大功率和**率以及小功率LED每W所产生的热是不相等的，再减去至少一半面积用来放透光面罩。其真正的散热面积大约在940平方厘米如果按照天花灯的散热面积来计算只取表格中直径90高度100MM的散热器来计算其面积是3602平方厘米。因此简单的讨论每W需要多少散热面积似乎是无法得到结论的举个例子，两者的散热效率没有测试过，但是市面上能销售使用基本上温度应该不会相差太大，而两者的功率都是18W。这又说明了什么呢，行业的T8LED灯管，目前多数都是使用贴片的中小功率灯珠做的，而T8规格的LED灯管功率一般在18W左右T8管的总表面积大约是1884平方厘米，LED灯珠功率越大所产生的热功率越高，灯珠功率越小其热功率就越小。热能越集中散热问题越严峻仔细想想好像曾经有过做灯珠的跟我讲过这个问题的。而且这个对比也恰恰证明了这个说法，这个散热面积的对比悬殊差别是巨大的
本回答被网友采纳
简单实用就是用一台TMC一8
LED驱动专用多路温度巡检仪来测试散热器各部位的温度.从而改善散热设计.
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