冷却大功率 LED：主动与被动方法的四个误区

　　发光二极管LED（ Light Emitting Diode），作为新 ，作为新一代绿色环保 代绿色环保 型固体照明光源，它具有：

　　耗电量少、光色纯、全固态、质量轻、体积小、环保等一系列的优点

　　在大功率照明中，对额定功率为 100、200 甚至 600 瓦（超过 60,000 流明）的 LED 灯具的需求正在出现，以覆盖广泛的区域。更高功率的散热器的尺寸和重量呈指数增长。结果是工具、组装、运输和安装的成本上升。

　　LED 发光时会有部分能量转化为热量，因此会使 发光时会有部分能量转化为热量 因此会使LED芯片温 度升高。

　　温度对LED芯片的工作性能影响极大，高温会导致芯片出射的光子减少， 色温质量下降，加快芯片老化，缩短器件寿命等严重的后果。 为保证LED正常工作，必须将其散发出来的热量及时的散发出去。 目前大功率LED只能将约10% ?25%的输入功率转化为光能，而其余75% ?90%转化为热能，因此散热问题非常严峻。

　　事实证明，主动冷却（即使用风扇冷却的散热器）可以在这些高功率水平下显着降低尺寸、重量和成本。一个 400 瓦、被动冷却的高架固定装置可能重 75 磅，大小相当于一个两抽屉文件柜。主动冷却的版本可能仅重 15 磅，不比披萨盒大。

　　这显示了一个 2.3 英寸×2.4 英寸×1.4 英寸的细间距挤压散热器，带有一个 50 瓦的 Bridgelux LED 阵列。在没有气流的情况下，它的热阻为 4°C/W，这意味着它只能处理大约 10 瓦。如上图所示，加装低速风扇后，其热阻仅为0.8°C/W，功率提升至50瓦以上，提升5倍！（照片由 Nutron Mfg Inc. 提供）

　　“为什么有人会使用被动冷却？”……你问。通常这是有道理的。通常它不会。

　　想象一下，如果汽车行业在 1905 年说……“我们不想主动冷却发动机（即使用散热器和风扇）。V-8 发动机组现在将是冰箱的大小。

　　尽管该行业正在无情地接受功率超过 50 瓦的主动冷却，但在许多”老派“领域仍然存在阻力。

　　让我们回顾一下这些人经常重复的话题。

　　1. 风扇噪音大

　　你微波炉里的那个风扇很吵，你电脑里的风扇甚至那个窗扇也是如此。但是，采用由 Delta、NMB、EBM-Papst 等顶级风扇制造商制造的标准低速（低于 2000-RPM）直流滚珠轴承无刷风扇，并在低端运行它的电压范围……你猜怎么着？它的声级可以低于 16-18 分贝——在离地面 7 英尺或以上的固定装置中，在非常安静的房间里完全听不见。事实上，在安静的房间里，你很难在一米外听到它。16 dB 远低于最安静荧光灯镇流器的 24-dB ANSI 标准。

　　2. 风扇不稳定

　　直流无刷滚珠轴承风扇是电子行业任何机电元件中最引人注目和最令人羡慕的领域之一。十多年来，数以百万计的关键任务计算机为互联网和无线通信系统提供动力，并配备使用此类风扇的风扇冷却电源，24/7 全天候运行。这对它们久经考验的可靠性和用户信心有何影响？

　　3. LED 本身的预期寿命

　　这些粉丝得到了所谓的”L10 报告“的支持。当在高温和最高速度下使用时，此类报告可提供预期寿命。在主动冷却 LED 灯具采用的极低速度下，预期寿命很容易超过 100,000 小时，远大于 LED 本身的预期寿命。

　　4. 风扇浪费电力

　　如上所述，冷却 300 瓦系统并以低速运行的风扇将使用低于 2 瓦的功率——不到系统功率的 0.75%……100 瓦系统，不到 1 瓦。

　　5. 风扇聚尘

　　事实证明，有大量真实世界的证据表明，如果您在肮脏的环境或靠近布满灰尘的地毯地板上高速运行风扇，风扇叶片确实会积聚灰尘，尽管灰尘实际上并不能阻止设备工作。然而，在商业大功率环境中，情况就不同了。

　　首先，风扇 a） 始终处于相当高的高度，并且 b） 始终以非常低的速度运行。在极低空气速度下，该系统与极低湍流、被动冷却（即零空气速度）散热器系统几乎没有区别。结果，在许多使用主动冷却的现有 LED 装置中得到证明，并得到集尘室测试的支持，在多年使用后，任何灰尘积聚都非常少，以至于与冷却过程无关。

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