译介社 | LED学院 Lesson 7：LED 热学 • 热传递
LED学院 Lesson 7：LED 热学 • 热传递3. LED 热学3.1 导论
LED是一种通电后可以发光的电子装置，之前主要应用在各种设备上作指示灯，现在用途被扩展到其它照明领域，比如直接用作室内外的照明光源。LED的发光效率比白炽灯等传统光源更高，同时其效率不受形状和尺寸的制约，这一点又优于荧光光源。
不过和所有电子设备一样，LED对温度比较敏感，性能受环境温度的影响很大。缺乏合理散热设计的LED灯具长时间工作会导致LED封装过热，进而引起寿命降低，直至彻底报废。因此要想获得长寿命、高性能的LED灯具就必须设计一套优良的冷却散热系统（见图3.1.1），热管理可以说是LED灯具设计中最重要的一环。
图3.1.1：a）热学模拟结果；b）相同灯具由热成像镜头拍摄的照片。
3.2 热传递简介
热传递是热力学中的一个分支，主要研究物理系统间能量及热量的交换。热量传递分为三种主要机制（图3.2.1）：
图3.2.1：三种主要热传递机制：传导、对流、热辐射。传 导
当某个实体中存在温差时，热量就会从高温区域传入低温区域。热传导是在固体内部以及相接触的几个固体之间最常见的热传递机制。
对 流
热对流是通过流体的运动实现热量传递的一种方式，在液体和气体中最为普遍。热对流分为自然对流和人工对流，自然对流是流体内部自发的，而非由于泵、风扇、引流器等外部设备产生的热量传递；人工对流是通过搅拌器、泵等外界手段引起流体运动从而产生的热传递。
热辐射
任何有温度的实体都会对外发射电磁辐射，由此引起的热量传递叫做热辐射，这种形式不需要任何介质的存在。热辐射由物体表面的多种特征所决定。如果某个物体及其表面都处于热力学平衡状态，并且其表面对任何波长的辐射都能够完全吸收，我们就把这种物体叫做黑体。浅颜色的物体如白色或金属色的物体对可见光的吸收较少，因此就不容易被加热。光滑闪亮的金属表面无论对可见光还是远红外辐射的吸收率都很低，因此能减少热辐射的发生。
LED是一种通电后可以发光的电子装置，之前主要应用在各种设备上作指示灯，现在用途被扩展到其它照明领域，比如直接用作室内外的照明光源。LED的发光效率比白炽灯等传统光源更高，同时其效率不受形状和尺寸的制约，这一点又优于荧光光源。
不过和所有电子设备一样，LED对温度比较敏感，性能受环境温度的影响很大。缺乏合理散热设计的LED灯具长时间工作会导致LED封装过热，进而引起寿命降低，直至彻底报废。因此要想获得长寿命、高性能的LED灯具就必须设计一套优良的冷却散热系统（见图3.1.1），热管理可以说是LED灯具设计中最重要的一环。
图3.1.1：a）热学模拟结果；b）相同灯具由热成像镜头拍摄的照片。3.2 热传递简介
热传递是热力学中的一个分支，主要研究物理系统间能量及热量的交换。热量传递分为三种主要机制（图3.2.1）：
图3.2.1：三种主要热传递机制：传导、对流、热辐射。传 导当某个实体中存在温差时，热量就会从高温区域传入低温区域。热传导是在固体内部以及相接触的几个固体之间最常见的热传递机制。
对 流
热对流是通过流体的运动实现热量传递的一种方式，在液体和气体中最为普遍。热对流分为自然对流和人工对流，自然对流是流体内部自发的，而非由于泵、风扇、引流器等外部设备产生的热量传递；人工对流是通过搅拌器、泵等外界手段引起流体运动从而产生的热传递。
热辐射
任何有温度的实体都会对外发射电磁辐射，由此引起的热量传递叫做热辐射，这种形式不需要任何介质的存在。热辐射由物体表面的多种特征所决定。如果某个物体及其表面都处于热力学平衡状态，并且其表面对任何波长的辐射都能够完全吸收，我们就把这种物体叫做黑体。浅颜色的物体如白色或金属色的物体对可见光的吸收较少，因此就不容易被加热。光滑闪亮的金属表面无论对可见光还是远红外辐射的吸收率都很低，因此能减少热辐射的发生。
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