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LED散热设计与计算公式

概论：

LED总的电光转换效率约为54﹪，而在实际应用中是不足其理论的1/4，剩余

的电能将以热能的形式释放，热由此而生，LED灯具热量上升直接影响有：发光

效率，主波长不稳定，色温偏低，正向电压降低，反电流增大，效应里增大，

材料劣化等等，热运动方式主要以：热传导，热对流，热辐射。

1.热传导：温度不同的物体各部分之间或温度不同的各物体之间直接接触时，

依靠分子、原子即自由电子等微观粒子的热运动而进行热量传递的现象

2.热对流：由系统内流体各部分之间发生相对位移，冷热流体相互掺混而产生

的热量传递现象称为热对流。

3.热幅射：由热运动产生，热量以电磁波形式传递。

散热涂料时利用热辐射的方式进行散热的

（热传导和热对流需要借助介质进行散热，而热辐射则不用，如真空）。

对于高功率LED，短时间运行其最高允许结温为125℃，而长期使用结温不

允许超过110℃，对于低功率LED，其最高允许结温为80℃。

在散热设计中我们通常考虑几个方面：导热材料，传导介质，热能位置，

吸热界面，热流方向，环境温度等等。

一，LED灯具热分析公式;

ＴTa+(R×P)+(R×P)R≦(Ｔ-Ta-Rthj-sp*P)/P

j≧thb-athj-spledthb-ajled

式中：

ＴLED理论结点温度,单位:℃Ta使用环境温度,单位:℃

j

R灯具散热部件总热阻,单位:℃/W;P单颗LED功率,单位:W;

thb-aled

PLED总功率,单位:WR单颗LED热阻.单位:℃/W;

thj-sp

二,散热计算公式：

RJA=RJC+RCB+RBARJA=（TJ－TA）/PDPD=VF×IF

RJA=(TJ－TC)/PD+(TC－TA)/PDRJC=(TJ－TC)/PD

RBA=(TC－TA)/PDTJ=RJC×PD+TC=RJC（IF×VF）+TC

式中：TJ是结温；TA是工作环境温度；TC是散热垫底部的温度；

RJA是总热阻；RJC是LED热阻；RCB敷铜层热阻；RBA是环境空气热阻；

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三，热阻（表征阻止热量传递的能力的综合参量），单位℃/W，方程式中用“R”

或“θ”表示。

导热热阻：R=L/（KA），L为平板厚度；A为平板垂直于热流方向的截面积；K为

平板材料的导热率。

对流换热热阻：R=1/（hA），h为对流换热系数，A为换热面积；

辐射热阻：1，对于两个物体表面的辐射：R=1/（A1F1-2）或1/（A2F2-1）

2，对于物体与环境大气的辐射：R=1/（hrA）

式中：A,A1，A2为物体互辐射的表面积；F1-2和F2-1为辐射角系数；hr为辐

射换热系数；

以上三种热阻或综合热阻也可以用以下的公式定义：

R12=（T1-T2）/Q（T1＞T2）

式中：T1，T2为某两点位置的温度；Q为通过的1,2点的传导热速率，则R12

为1,2点件的热阻。虽然热阻单位不同但其值是等效的，例：1℃/W=1K/W

四，接触热阻，单位㎡*K/W,在公式中用Rc表示；

对于单位面积的交界面接触热阻定义为：Rc=(T2A-T2B)/Q，其中，T2A,T2B为两

交接面的表面温度，Q为通过交接面的传热速率。

减少触热阻的措施：

1.增加借组部分面积，增加结合压力，减小结合面粗糙度，提高结合面的平面

度，

2.