散熱是影響LED燈具照明強(qiáng)度及使用壽命的一個(gè)重要因素。LED燈具比傳統(tǒng)的白熾燈能效高80%，但是其LED組件和驅(qū)動(dòng)器電路散熱量相對較高。因此在解決LED照明散熱探索上，我們不僅要解決散熱問題，而且還做出了完全符合‘高效、高可靠、低成本’要求。這就要求LED散熱裝置技術(shù)有新突破。而目前LED主要新型散熱技術(shù)有以下6種。

（一）SynJet替代風(fēng)扇冷卻

SynJet在LED上的大致原理是一個(gè)類似振動(dòng)膜的元件以一定頻率振動(dòng)壓縮腔內(nèi)的空氣，空氣受壓縮后從細(xì)小的噴嘴高速噴出，形成空氣彈噴向散熱片，同時(shí)空氣彈帶動(dòng)散熱片周圍的空氣流動(dòng)帶走熱量（圖-1）。

（圖-1：SynJet工作原理）

據(jù)介紹，該技術(shù)原先用于芯片的散熱，LED照明興起之后，被用于替代碩大的風(fēng)扇（圖-2）。SynJet散熱模組相對于傳統(tǒng)風(fēng)扇散熱有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（圖-2：SynJet在LED照明具體應(yīng)用）

♦功耗比風(fēng)扇低：SynJet散熱模組主要的耗能部分是一個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊，振動(dòng)膜，相對風(fēng)扇的電機(jī)部分功耗要低。以10W MR16（LED燈型號）為例，長時(shí)間點(diǎn)亮后，LED焊接處溫度約為50℃；15W Par20（LED燈型號），約為55-60℃。

♦體小質(zhì)輕：由于SynJet散熱模組的特殊結(jié)構(gòu)，所以可以做到比較小的體積，可以用在一些無法安裝風(fēng)扇的筒燈中。良好的散熱可以使小尺寸的LED燈具實(shí)現(xiàn)較大功率和亮度。

♦低噪音：傳統(tǒng)風(fēng)扇散熱噪音較大。SynJet散熱模組的振動(dòng)膜在人耳不敏感的頻率下振動(dòng)，噪音很小，甚至感覺不到噪音。

♦壽命長：SynJet散熱模組結(jié)構(gòu)簡單，壽命可達(dá)10萬小時(shí)，有一點(diǎn)要特別注意的就是整個(gè)燈杯要有開口，保障內(nèi)部空氣可與外界交換，否則SynJet的散熱效果會(huì)打折扣。

高性能微槽群復(fù)合相變傳熱技術(shù)，滿足大功率LED照明的散熱要求。該技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用LED燈上，LED芯片的熱量能瞬間分布在整個(gè)散熱空間中，延長了LED燈的壽命提高了發(fā)光效率。 

 冷卻器的組成及工作原理（圖-3）： 

系統(tǒng)主要由四部分組成，即取熱器、冷凝器、輸送管路、取熱介質(zhì)（如水、乙醇等）。取熱器板內(nèi)腔有許多微米數(shù)量級的槽道，其作用是把取熱介質(zhì)(如水)按設(shè)計(jì)要求變成所需的液膜，發(fā)熱功率器件與鋁合金表面緊密接觸，其熱能通過鋁熱傳導(dǎo)給液膜，液膜瞬間汽化，把熱能通過管路送到冷凝器冷卻。 

（圖-3：微槽群復(fù)合相變冷卻工作原理）

♦超導(dǎo)熱能力：微槽群復(fù)合相變冷卻技術(shù)（MGCP）具有超導(dǎo)熱能力，其導(dǎo)熱能力是鋁基板的10000倍，該技術(shù)能把LED芯片的熱量及時(shí)送到面積無限大鋁基板各個(gè)散熱面上。

♦冷卻能力超強(qiáng)：取熱熱流密度已達(dá)400W/c㎡,比水冷高1000倍，比熱管高約100倍。取熱能力比強(qiáng)制水冷高100倍，比強(qiáng)制風(fēng)冷高1000倍。

♦無功耗冷卻：被動(dòng)式散熱，無需風(fēng)扇或水泵，無冷卻用能耗，無動(dòng)力運(yùn)行，節(jié)能。

♦質(zhì)輕、體積小。材料環(huán)保可靠性高，成本低。

（三）自激式振蕩流熱管/環(huán)路熱管

它們作為傳統(tǒng)熱管技術(shù)的延伸，也是依靠液體相變實(shí)現(xiàn)換熱的，傳熱能力較燒結(jié)熱管提高20-30%，具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、適應(yīng)性好、熱輸運(yùn)距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，是解決大功率LED燈散熱問題最為有效的解決方案。一般可分為開式回路和閉式回路兩種結(jié)構(gòu)。目前LED照明大多使用閉式回路結(jié)構(gòu)（圖-4）。

（圖-4：環(huán)路熱管結(jié)構(gòu)/工作原理圖）

（四）離子風(fēng)散熱技術(shù) 

離子風(fēng)散熱技術(shù)最早由美國華盛頓大學(xué)Alexander Mamishev教授于2006年發(fā)明。2007年Tessera公司獲得了該技術(shù)的授權(quán)，Tessera把這套系統(tǒng)命名為EHD(Electro Hydro Dynamic電子液動(dòng)力)散熱。并最先應(yīng)用于筆記本的散熱方案。（圖-5）

（圖-5：Electro Hydro Dynamic電子液動(dòng)力散熱）

離子風(fēng)的散熱技術(shù)，與現(xiàn)在的散熱技術(shù)相比，這種新的散熱技術(shù)可以提升250%的散熱效率。采用這種技術(shù)的離子風(fēng)引擎兩端各有一個(gè)高電壓電極，電極之間的電壓差高達(dá)數(shù)千伏，在這種情況下，空氣中的氣體分子實(shí)現(xiàn)離子化就產(chǎn)生了離子風(fēng)，這種離子風(fēng)可以高效的帶走芯片所產(chǎn)生的熱量。這種離子風(fēng)引擎可以安裝在需要散熱的芯片上，這樣無需風(fēng)扇就可以起到強(qiáng)大的散熱作用，并且其散熱效率遠(yuǎn)高于目前的散熱產(chǎn)品。

（五）均熱板技術(shù)

經(jīng)研究，一個(gè)50cm2，6mm厚的真空均熱板HeatFlux熱傳密度可達(dá)115W/cm2，是銅熱管的10倍以上。

如圖所示，均熱板是一個(gè)內(nèi)壁具有微細(xì)結(jié)構(gòu)的真空腔體，通常由銅制成。其工作原理與熱導(dǎo)管類似，包括了傳導(dǎo)、蒸發(fā)、對流、凝固四個(gè)主要步驟（圖-6）。形成一個(gè)水與水蒸氣并存的雙相循環(huán)系統(tǒng)。鋁鰭片的熱能經(jīng)過風(fēng)扇強(qiáng)制對流冷卻后，使工質(zhì)失去熱能冷卻，變化為液態(tài)通過內(nèi)腔管壁毛細(xì)作用，然后回流到底部蒸發(fā)區(qū)，又吸收到新的熱能，并再度氣化將熱帶出，形成一個(gè)循環(huán)。

（圖-6：均熱板工作四個(gè)主要步驟）

總結(jié)起來，真空均熱板優(yōu)勢有：

• 均熱板的阻抗為業(yè)界中最低之一，將300W應(yīng)用于25mmx25mm時(shí)的測量值為0.05C/W

• 尺寸外型非常靈活，均熱板面積可達(dá)200mmx200mm

• 克服了方向性限制，全面提升了電子組件/系統(tǒng)的效能

 （六）納米碳應(yīng)用與輻射散熱技術(shù)

納米碳球(Carbon Nanocapsules)是一種外殼具有封閉多層石墨結(jié)構(gòu)特征的多面體形碳簇。納米碳球外殼的石墨層，中央部分都是六圓環(huán)，在邊角或轉(zhuǎn)折部分則有五圓環(huán)組成，外殼的多層石墨結(jié)構(gòu)使其具有良好熱傳導(dǎo)性、導(dǎo)電性、強(qiáng)度佳及化學(xué)性穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用輻射紅外線的涂料散熱方式是目前相當(dāng)熱門的研究領(lǐng)域，特別是應(yīng)用于高功率LED與太陽電池等產(chǎn)品（圖-7）。

（圖-7：納米碳涂料在LED應(yīng)用）

納米碳球輻射冷卻效果明顯。在相同溫度下，以紅外線溫度攝相儀觀測（有涂裝的燈杯溫度顯示74.8℃，無涂抹的燈杯溫度顯示93.7℃)（圖-8），降溫速度較快，涂層輻射冷卻效果明顯，且壽命可大幅提升。

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（圖-8：納米碳涂料使用前后對比測試）