LED激光双光透镜散热问题的成因

发布日期：2025-10-29 作者：点击：

　　LED激光双光透镜散热问题的成因可从能量转化缺陷、材料与结构限制、设计及功率因素三方面分析，具体如下：
　　一、能量转化缺陷：电能向光能转化效率低
　　LED发光过程中，电能仅有30%-40%转化为光能，剩余60%-70%以热能形式释放。这一转化缺陷导致LED芯片成为热源，热量需通过散热系统导出，否则芯片温度升高会降低发光效率，甚至引发器件失效。例如，LED内部量子效率接近90%，但外部量子效率仅30%左右，意味着大量光子在芯片内部被吸收或反射，Z 终转化为热量。
　　二、材料与结构限制：热传导路径受阻
　　芯片与基板材料差异
　　LED芯片通常采用III族氮化物材料，其p型掺杂受限于Mg受主的溶解度和空穴启动能，导致热量易在p型区域聚集。而Sapphire衬底材料热导率低，进一步增加了器件热阻，形成自加热效应，对器件性能和可靠性产生毁灭性影响。
　　封装结构散热不足
　　LED封装介质（如硅胶、环氧树脂）的热导率较低，阻碍热量从芯片向外部传导。此外，封装结构若未优化空气流体力学（如未设计对流通道），会导致热量在灯壳内部积聚，无法通过自然对流有效散逸。
　　三、设计及功率因素：高功率需求加剧散热压力
　　功率密度提升
　　双光透镜需集成远近光功能，导致LED功率密度增加。例如，改装后的双光透镜近光功率可达30-40瓦，远光功率20-40瓦，远高于原厂卤素灯泡的功率。高功率下，芯片结温升高，若散热系统无法及时导出热量，会导致量子效率下降，甚至引发器件失效。
　　散热设计缺陷
　　通风口不足：部分车型大灯设计为密封结构，仅依赖有限排气孔散热。若通风口数量或位置不合理，会导致热量积聚，灯壳内部温度升高。
　　散热器面积有限：传统铝散热鳍片设计若未优化翅片高度、长度或间距，会降低散热面积，影响热对流效率。例如，翅片高度超过80毫米后，温降效果不明显。
　　主动散热缺失：部分车型未配备风扇或液冷系统，仅依赖自然对流散热。在高温环境或长时间使用下，自然对流无法满足散热需求，导致灯壳温度过高。

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