随手关灯真的省电吗 不同的灯具不可一概而论

供暖问题

与传统光源一样，半导体发光二极管（LED）在运行过程中会产生热量，这影响了它们的整体发光效率。此外，在PN结附近发出的光必须通过半导体介质和芯片本身的封装介质才能到达外部（空气）。当芯片的电流注入效率、辐射发光量子效率和外部光提取效率相结合时，只有30-40%的输入电能最终转化为光能，其余60-70%主要是由于晶格振动中的非辐射化合物。形式转换热能。

LED的核心是PN结。当PN结重新结合时，电子和空穴将电能直接转换成光能。吸收板和PN结中的环氧树脂/硅将光能转化为热量。这种热量会对灯产生明显的副作用。如果热量没有得到有效散发，内部温度就会上升，LED的温度也会上升。温度越高，LED的发光效率越低，LED的寿命越短。在严重的情况下，LED芯片将迅速失效。因此，散热是大功率LED应用中的一个主要障碍。

热量对LED灯寿命的影响

一般来说，LED灯的稳定性和质量取决于灯体的散热情况。商用高亮度LED灯通常采用自然散热，这并不理想；采用LED光源的灯具由光源、散热结构、驱动器和透镜组成。因此，散热也是一个重要因素。如果LED不能正常散热，就会影响其寿命。

散热措施是高亮度LED的一个主要问题。

由于III族氮化物的p型掺杂受限于Mg受体的溶解度和空穴的高起始能量，因此特别是在p型区域会产生热量，有必要通过整个结构将这些热量耗散到散热器上，而LED器件中的主要散热途径是热传导和热对流。由于蓝宝石衬底材料的导热性非常低，器件的热阻增加，会出现严重的自热现象，这将大大损害器件的性能和可靠性。

热量对高亮度LED的影响

热量集中在小小的芯片上，使芯片的温度升高，导致热应力分布不均，从而降低了芯片的发光效率和荧光粉激光器的发光效率，当温度超过一定值时，器件的故障率会成倍增加。统计显示，部件温度每增加2℃，可靠性就会下降10%。在白光照明系统中，散热问题甚至更为严重，因为多个LED是高密度排列的。散热措施是实现LED高亮度的先决条件。

芯片尺寸和散热之间的关系

提高LED亮度的最直接方法是增加输入功率。为了防止有源层的饱和，必须相应增加pn结的尺寸。增加输入功率不可避免地会增加结温并降低量子效率。单管功率的提高取决于器件从pn结吸取热量的能力，同时保持现有的芯片材料、结构、封装工艺、芯片上的电流密度以及同等的热条件和尺寸。随着芯片和结点面积的增加，温度也分别升高。

LED灯的散热分析

散热方法

铝制翅片

这是最常见的散热方法。铝制鳍片被用作外壳的一部分，以增加散热面积。

导热塑料外壳

通过为LED使用具有良好绝缘和散热性能的塑料外壳，而不是为散热器使用铝，可以大大改善散热能力。

表面辐照处理

灯罩的表面经过了辐射热处理。为此，很容易应用辐射散热涂层，将热量从灯罩的表面辐射出去。

空气动力学

利用灯罩的形状来创造对流空气是最便宜的散热方式。

扇子

灯具外壳中使用了一个长寿命、高效率的风扇，以低成本实现良好的散热。然而，风扇的更换很麻烦，而且不适合在户外使用。这种设计是比较罕见的。

热管

热管技术将热量从LED芯片传导到外壳中的散热器。这种设计经常出现在路灯等大型灯具中。

液体灯泡

使用液体灯泡包装技术，将具有高导热性的透明液体填充到灯体的灯泡中。除了光反射的原理外，这是唯一利用LED芯片的发光面来传导和散热的技术。

灯头的使用

在家用的低功耗LED灯中，灯座的内部空间通常被用来插入部分或全部的加热驱动电路。当使用具有较大金属表面的灯帽（如螺丝帽）时，金属帽与灯座的金属电极和电源线紧紧相连，从而散热。因此，一些热量可以从它身上散出。

导热性和散热性

灯壳散热的目的是为了降低LED芯片的工作温度。由于LED芯片的膨胀系数与常用的金属导热和散热材料的膨胀系数有很大的不同，所以一直以来都无法将LED芯片直接焊接在外壳上，以防止其在高温或低温下被热应力损坏。现代高导热陶瓷材料的导热性能接近铝，可以与LED芯片同步，以扩大系统。因此，热导率和散热的整合可以减少热导率之间的中间环节。

LED灯的散热分析

散热技术的巨大进步

现有的散热技术

101是一种铝制型材，具有良好的散热性。

102是一种导热硅垫圈/硅润滑脂。

103-106是铝板，104是绝缘层，105是镀铜层，106是阻焊层。

201-204是电极，202是LED的底座，203是LED的PN结，2 04是硅，LED被焊接在铝基板上的铜膜上。

由于LED灯散热的瓶颈是铝基板上的绝缘层，因此采用以下新的加工技术对LED的铝基板进行热电分离，可以显著提高LED灯的散热能力。 这样一来，铝基板原有的LED基座下的铜层和绝缘层被去除，露出了铝板。

然而，铝不能直接被焊接，必须在暴露的铝板上涂上一层金属锡。经过大量的研究、讨论和工艺验证，我们采用了以下工艺：首先，在裸铝板上沉积锌，然后在上面镀镍，再在上面镀铜，最后在上面镀锡或金。喷在铜上。按上述顺序加工的涂层具有很强的附着力和导电性，热性能好，LED经过上述电镀工艺后可以焊接在铝板上。

来自LED的PN结的热量通过LED底座、锡膏焊接层、镀铜层、绝缘层、铝板、导热硅垫/硅脂和铝型材散布到空气中进行散热。

颠覆了传统翅片式铝制散热器在散热方面不尽人意的常识

现有的LED照明大多采用翅片式铝制散热器，但这种散热器不适合散热，而且散热器通常达到较高的温度。

2.采用绝缘的散热器塑料代替铝合金作为散热器

韩国在2009年开发的用于LED的生物导电塑料可以将散热性提高4-8倍，同时保持与铝合金相同的散热性。使用这种散热材料的LED散热器可以大大提高整体散热效果。

3.利用液体对流的原理，提高LED灯的散热性能

从灯罩中吸收的热量被附在灯罩上的蓄水池中的冷却水所利用，而冷却水在两个不同高度的蓄水池之间的自然对流则被用来散去从冷却水中吸收的热量。灯罩的设计是为了确保LED灯体完全冷却。

4.灯罩可灵活旋转，易于安装。

两个水库之间连接的冷却水对流管为波纹管结构，波纹管结构可以延伸和弯曲，不妨碍灯罩的灵活转动，安装方便。