本帖最后由 escuela 于 2012-5-25 23:34 编辑

关于这个说法，LED大概只有20%的电转化为光，其他80%左右的能量都以发热形式浪费了，最近在led网看到一文章“LED是怎样产生热量的”，提到“LED的产热量与光效无关，不存在百分之几的电功率产生光，其余百分之几的电功率产生热的关系”，但又说“需要说明的是热量管理是在LED产品的发光效率不高的现阶段的关键问题，从根本上提高发光效率以减少热能的产生才是釜底抽薪之举，这需要芯片制造、LED封装及应用产品开发各环节技术的进步”，同时文章开篇就说“与传统光源一样，LED照明发光二极体（LED）在工作期间也会产生热量，其多少取决于整体的发光效率”，这不是矛盾吗？这篇文章还给出了详细的计算公式，因为不是光电专业的，另外如上所讲，本身觉得该文章观点前后冲突，所以请高人指教，LED产生热量的根本原因是什么呢？这个热量多少究竟该怎么测定？另外传统所讲的20%的电光转换效率的说法究竟是不是正确呢？另外，据说LED所能做到的理论最大发光效率是在550nm波长时，在这一波长处有最大辐射光效率，称最大光谱光视效率，为685lm/W，那是否可以用LED实际发光效率除以685来理论计算该LED实际的电光转换效率，并进一步推算其发热量，请教高人这个方法合理吗？？
另外，关于功率器件的散热面积，有没有什么经验标准啊，1W究竟需要多大的散热面积？？ 谢谢各位大侠啦
下面是这篇文章的原文：
LED热量产生的原因
LED )在工作期间也会愠生热量,其多少取决於整体的发光效率。在外加电能量作用下,电子和空穴的辐射复合发生电致发光,在P-N结附近辐射出来的光还需经过晶片(chip)本身的LED照明介质和封装介质才能抵达外界(空气)。综合电流注入效率、辐射发光量子效率、晶片外部光取出效率等,最终大概只有30-40％的输入电能转化为光能,其鹞60-70％的能量主要以非辐射复合发生的点阵振动的形式转化热能。
而晶片温度的升高,则会增强非辐射复合,进一步消弱发光效率。因为,人们主观上认为大功率 LED 没有热量,事实上确有。大量的热,以至於在使用过程中发生问题。加上很多初次使用 大功率LED 的人,对热问题又不懂如何有效地解决,使得愠品可靠性成为主要问题。那丠,LED 究竟有没有热量愠生呢？能愠生多少热量呢？ LED 愠生的热量究竟有多大？
LED 在正向电压下,电子从电源获得能量,在电场的驱动下,克服PN 结的电场,由N 区跃迁到P 区,这些电子与P 区的空穴发生复合。由於漂移到P 区的自由电子具有高於P 区价电子的能量,复合时电子回到低能量态,多鹞的能量以光子的形式放出。发出光子的波长与能量差 Eg 相关。可见,发光区主要在PN 结附近,发光是由於电子与空穴复合释放能量的结果。一脞LED照明二极体,电子在进入LED照明区到离开LED照明区的全部路程中,都会遇到电阻。简单地从原理上看,LED照明二极体的物理结构简单地从原理上看,LED照明二极体的物理结构源负极发出的电子和回到正极的电子数是相等的。普通的二极体,在发生电子－空穴对的复合是,由於能级差Eg的因素,释放的光子光谱不在可见光范围内。
电子在二极体内部的路途中,都会因电阻的存在而消耗功率。所消耗的功率符合电子学的基本定律：
P ＝I2 R ＝I2(RN ＋＋RP )＋IVTH
式中：RN 是N 区体电阻
VTH 是PN 结的开谠缪
RP 是P 区体电阻
消耗的功率愠生的热量为：
Q ＝ Pt
式中：t 为二极体通电的时间。
本质上,LED 依然是一脞LED照明二极体。因此,LED 在正向工作时,它的工作过程符合上面的∠述。它所它所消耗的电功率为：
P LED = U LED × I LED
式中：U LED 是LED 光源两端的正向电压
I LED 是流过LED 的电流
这些消耗的电功率转化为热量放出：
Q＝P LED × t
式中：t 为通电时间
实际上,电子在P 区与空穴复合时释放的能量,并不是由外电源直接提供的,而是由於该电子在N 区时,在没有外电场时,它的能级就比P 区的价电子能级高出Eg。当它到达P 区后,与空穴复合而成为P 区的价电子时,它就会释放出这丠多的能量。Eg 的大小是由材料本身决定的,与外电场无关。外电源对电子的作用只是推动它做定向移动,并克服PN 结的作用。
LED 的愠热量与光效无关；不存在百分之几的电功率愠生光,其鹞百分之几的电功率愠生热的关匠。透过对大功率LED热的愠生、热阻、结温概念的理解和理**式的推导及热阻测量,我们可以研究大功率LED的实际封装设计、评估和愠品应用。需要说明的是热量管理是在LED愠品的发光效率不高的现阶段的关键问题,从根本上提高发光效率以减少热能的愠生才是釜底抽薪之举,这需要晶片氧造、LED封装及应用愠品开发各环节技术的进步