3.3 LED燈具設計需注意的幾個問題

LED照明燈具工作環境比較復雜，受溫度、紫外線、濕度、雨水、沙塵、化學氣體等自然條件的影響，時間一長，就會出現LED光衰的嚴重問題。所以，在設計LED戶外照明燈具時應考慮外部環境因素對LED戶外照明燈具的影響。

1．散熱材料與燈罩選擇

在戶外使用的LED照明燈具，一般選用鋁或鋁合金、銅或銅合金，以及導熱良好的其他合金。一般情況下將外殼和散熱器設計為一體。散熱方式有空氣對流散熱、強風冷卻散熱和熱管散熱。散熱方式對燈具的成本有直接影響，應綜合考慮與設計產品配套而選出最佳方案。

目前，燈罩材料有透明有機玻璃、PC材料等。一般來說，戶外燈具的燈罩大部分是玻璃制品，可以減少戶外陽光、紫外線、沙塵、化學氣體、晝夜溫差變化等因素使燈罩老化、壽命減短等影響。但不易清潔干凈，降低了燈罩透明度而影響其光線輸出。采用透明塑料、有機玻璃等材料做的燈罩，適合用于室內。

2．LED芯片的封裝技術

目前國內LED燈具大都采用1W的LED燈多個串、并聯進行組裝，其熱阻較先進封裝技術的產品高，所以不容易造出高品質的燈具。或者采用30W、50W甚至更大的模組進行組裝，以達到所需要的功率。LED的封裝材料有用環氧樹脂封裝的，也有用硅膠封裝的。二者的區別是：環氧樹脂封裝耐溫較差，時間久了易老化；硅膠封裝則耐溫較好。

采用多芯片與散熱器整體封裝比較好，或采用鋁基板多芯片封裝，再通過相變材料或散熱硅脂與散熱器相連接，其熱阻比用LED器件組裝的產品的熱阻小，更利于散熱。采用LED模組的燈具，模組基板一般為銅基板，它與外散熱器的連接應使用好的相變材料或好的散熱硅脂，以保證銅基板上的熱量能及時傳到外散熱器上。

3．LED燈具散熱器設計

散熱器是LED燈具中關鍵的一個部件，其形狀、體積、散熱表面積都要設計得恰到好處，散熱器太小，LED燈工作溫度太高，則影響發光效率和壽命；散熱器太大，則消耗材料，增加產品成本和質量，使產品競爭力下降。設計原則如下。

（1）明確LED燈需要散熱的功率。

（2）設計散熱器參數，如金屬的比熱容、金屬的導熱系數、芯片熱阻、散熱器熱阻、周圍環境空氣熱阻等。

（3）確定散熱的類型（如自然對流散熱、強風冷卻散熱、熱管散熱，以及其他的散熱方式）。從造價上比較，自然對流散熱造價最低，強風冷卻散熱中等，熱管散熱造價較高，噴氣制冷散熱造價最高。

（4）確定LED燈具許可的最高工作溫度（環境溫度加燈具許可溫升），計算散熱器的體積、散熱面積，并確定散熱器的形狀。

（5）將散熱器與LED燈組合成完整燈具，并通電工作8h以上，在室溫39～40℃的環境下檢查燈具的溫度，看是否滿足散熱要求，以檢驗計算是否正確。若不滿足使用條件，則重新計算和調整參數。

（6）散熱器與燈罩的密封要防水、防塵，燈罩與散熱器之間要墊抗老化的橡皮墊或硅橡膠墊，用不銹鋼螺栓緊固，密封防水、防塵。