通过今年两次由国家相关部门组织的2012/2013年度半导体照明产品财政补贴推广项目，最终33家企业、185款LED照明产品中标入围，这在一定程度上也表明了政府和企业对商用LED照明市场规模的认可。特别是在大功率LED路灯照明部分，随着此次补贴项目的展开，以及近期陆续出台的广东省各地方政策的大力扶持和推动，使得该市场迅速升温。据统计，2012年国内LED路灯照明的全年总安装量有望达到85万盏左右，另外，据报导，中国环资工委将在“十二五”(2011-2015年)期间安排80亿元中央财政预算外资金采购400万盏LED高效道路照明产品，同时还将带动不低于30亿元的地方配套资金。
2009-2012年中国LED路灯安装量(单位：万盏)
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然而，正当大批LED厂商纷纷抢进路灯市场之际，最近一段时间，围绕LED路灯能否全面替代传统灯源(以高压钠灯为主)这一话题，行业内展开了激烈的讨论，除了节能效果、穿雾能力等问题之外，争论的焦点还包括LED路灯的散热性能是否已经达到了大面积应用的要求。从此次财政补贴项目的入围产品来看，9000lm的LED路灯产品中，90W和100W的产品占主流；14000lm的LED路灯产品中，160W和150W的产品占主流，这些均属于大功率照明产品，散热设计直接关系到灯具的可靠性和使用寿命。
尽管业内大多数人都表示，经过近几年散热技术的不断改善，目前阶段LED路灯已经基本成熟，但从实际效果来看仍未达到理想的状况，这主要是由于LED光源本身的耐热性较差，在LED功率较大、体积有限的情况下，热问题也就相对较为突出，具体表现为：大功率LED灯具的重量普遍较重，产品的发热量较大，散热成本较高。而从目前的应用层面来说，各主流厂商则是从降低封装热阻，改进灯具结构设计、采用散热新材料这些方面来综合提升大功率LED路灯的散热性能。
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本文下一页：改善LED芯片组件的耐温性
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改善LED芯片组件的耐温性
温度是固态照明在设计时需要重点考量的参考因素之一。LED照明的热管理与芯片、封装及系统集成这三方面息息相关，在上游芯片层面，要解决散热问题，关键在于进一步提升LED的光效，提高LED芯片与电子组件的耐温性(提高Tj的耐温性)，以及LED在高温下稳定的光输出特性。
亿光电子工业股份有限公司户外照明应用部经理梁家豪分析道，大功率LED灯所产生的热处理主要分为两个层面：一是由LED芯片封装体传导至封装之导热体而导出的热量；二是经由光输出时被光学部件所吸收而产生的热量。如果不考虑LED封装组件的影响，当电能转化为光能的效率不高时，就要求散热体的散热效率相对要高；当电能转化为光能的效率较高时，光学部件本身的导热与耐热性相对就要求更高。
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四川新力光源股份有限公司总经理罗文正 |
对于降低LED芯片的封装热阻，四川新力光源股份有限公司的总经理罗文正认为最核心的两点是：一方面要继续提高芯片的光电转换效率，这样发热量就会继续减少；另一方面，还要提高芯片和封装材料的耐热性能，使得LED器件可以在更高的温度下可靠地工作。随着LED光效的不断提升，LED光源的相对发热量将会降低，且相同光通量下的LED灯具本身功率也会下降，因此当LED光源的发光效率达到200LM/W以后，散热应该不会成为LED灯具设计的主要矛盾。
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优化灯具散热结构
目前LED路灯的散热方式主要有：自然对流散热、空气振动、加装风扇强制散热、热管和回路热管散热等，其中，自然对流散热方式是性价比较高的散热方式之一。但由于空间限制的关系，这种散热方式也很容易出现瓶颈。因此，在有限的散热器空间内，需要根据要求设计优化散热结构，尽量减小整灯系统的界面接触热阻，选用辐射率较高的表面处理方式，且整灯机构设计注意热传导的均匀性，避免热量集中，从而增强LED照明灯具的散热性能，即对热幅射的散热能力。
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亿光电子工业股份有限公司户外照明应用部经理梁家豪 |
对此，梁家豪认为在灯具设计上应注意以下几个面向：“首先，需要轻量化：目前大功率LED灯具普遍比传统灯具重；其次，需要考虑结构与安全性：一般大功率LED灯具的散热通常为主体结构体，如果单纯考虑散热，结构与安全性可能会疏忽；此外，还需要考虑耐候性(耐久性)：大功率LED灯的本体散热体通常是铝合金，如果要耐候或耐酸蚀，则表面会使用一些防锈处理，但因为散热体的温度会随着灯具的点灭而产生比传统灯具更剧烈的变化，因此表面耐候处理容易失效。”
此外，LED照明散热主体的工业设计同样也非常重要，照明灯具晚上是看光的效果，白天是看灯具的造型，所以还需要能够融入环境的美感之中，如果只是单纯考虑散热，那么就会使灯具的造型十分单调。“主要还是要突破现有的灯具开发思路，”罗文正表示，“例如，可以改变LED光源的接口模式，使LED朝着模块化、平面化方向发展。”
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新材料提升散热效果
传统照明在设计上不必过多考虑散热问题；而对LED来说，散热设计则关系到光通维持率和光源寿命，因此，全面提升LED照明的散热技术将会使LED照明更贴近于普罗大众，也有利于LED照明的普及与应用。除了生产工艺、设计制造之外，寻找更为适用的新型材料也是目前许多厂商努力探索的一个方向，其中包括灯珠基板材料、导热物质，以及表面涂料等等。
在这一方面，新力光源做了有益的尝试，近年来他们在材料上研究了包括共晶合金、高热硅脂等降低界面热阻的导热材料，散热涂料等增强型辐射散热材料，以及陶瓷材料、高导热塑料、碳纤维和稀土铝镁合金等新型散热器材料，使得产品的设计更加灵活多样，且效果良好。
梁家豪也介绍道，在大功率LED照明的散热处理上，有别与其他厂商只针对单一设计的做法，亿光会针对芯片、封装、光、机、电等因素作全方位的优化设计，并采取最新的纳米散热材料技术，令大功率LED照明灯具的效率达到较高的数值。
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