LED燈泡火爆市場，各大品牌網店價格眼花繚亂，貴也有貴的道理，便宜也有便宜的市場。今天小編來說說LED燈泡的缺點之一：發熱。LED燈泡發熱了怎么辦？LED是會產生熱量的，很多人就會以為LED是冷光源，這僅僅是指LED的發光原理而已。

綜合電流注入效率、輻射發光量子效率、芯片外部光取出效率等，最終大概只有30-40%的輸入電能轉化為光能，其余60-70%的能量主要以非輻射復合發生的點陣振動的形式轉化熱能。

而芯片溫度的升高，則會增強非輻射復合，進一步消弱發光效率。因為，人們主觀上認為大功率LED沒有熱量，事實上確有。大量的熱，以至于在使用過程中發生問題。加上很多初次使用大功率LED的人，對熱問題又不懂如何有效地解決，使得產品可靠性成為主要問題。

具體來說，LED結溫的產生是由于兩個因素所引起的：

內部量子效率不高，也就是在電子和空穴復合時，并不能100%都產生光子，通常稱為由“電流泄漏”而使PN區載流子的復合率降低。泄漏電流乘以電壓就是這部分的功率，也就是轉化為熱能，但這部分不占主要成分，因為現在內部光子效率已經接近90%。

內部產生的光子無法全部射出到芯片外部而最后轉化為熱量，這部分是主要的，因為目前這種稱為外部量子效率只有30%左右，大部分都轉化為熱量了。

就如前文所說雖然白熾燈的光效很低，只有151m/W左右，但是它幾乎將所有的電能都轉化為光能而輻射出去，因為大部分的輻射能是紅外線，所以光效很低，但是卻免除了散熱的問題。

LED燈泡的散熱解決方法：

解決LED燈泡的散熱，主要從兩個方面入手，封裝前與封裝后，可以理解為LED芯片散熱與LED燈泡散熱。LED芯片散熱主要與襯底和電路的選擇與工藝有關，本文暫不闡述。本文主要介紹LED燈泡的散熱，因為任何LED都會制成燈具，所以LED芯片所產生的熱量最后總是通過燈具的外殼散到空氣中去。蕾雨斯燈飾照明認為如果散熱不好，因為LED芯片的熱容量很小，一點點熱量的積累就會使得芯片的結溫迅速提高，如果長時期工作在高溫的狀態，它的壽命就會很快縮短。然而這些熱量要能夠真正引導出芯片到達外部空氣，要經過很多途徑。具體來說，LED芯片所產生的熱，從它的金屬散熱塊出來，先經過焊料到鋁基板的PCB，再通過導熱膠才到鋁散熱器。所以LED酒店工程燈具的散熱實際上包括導熱和散熱兩個部分。

然而LED燈殼散熱依據功率大小及使用場所，也會有不同的選擇。現在主要有以下幾種散熱方法：

鋁散熱鰭片：這是最常見的散熱方式，用鋁散熱鰭片做為外殼的一部分來增加散熱面積。

導熱塑料殼：在塑料外殼注塑時填充導熱材料，增加塑料外殼導熱、散熱能力。

空氣流體力學散熱：空氣流體力學利用燈殼外形，制造出對流空氣，這是最低成本的加強散熱方式。

風扇燈殼內部用長壽高效風扇加強散熱：造價低，效果好。不過要換風扇就是麻煩些，也不適用于戶外，這種設計較為少見。

導熱管散熱技術：導熱管利用導熱管技術，將熱量由LED芯片導到外殼散熱鰭片。在大型燈具，如路燈等這是常見的設計。

表面輻射散熱處理燈殼表面做輻射散熱處理：簡單的就是涂抹輻射散熱涂料，可以將熱量用輻射方式帶離燈殼表面。

LED燈計算公式

LED在正向電壓下，電子從電源獲得能量，在電場的驅動下，克服PN結的電場，由N區躍遷到P區，這些電子與P區的空穴發生復合。由于漂移到P區的自由電子具有高于P區價電子的能量，復合時電子回到低能量態，多余的能量以光子的形式放出。發出光子的波長與能量差Eg相關。可見，發光區主要在PN結附近，發光是由于電子與空穴復合釋放能量的結果。一隻半導體二極體，電子在進入半導體區到離開半導體區的全部路程中，都會遇到電阻。簡單地從原理上看，半導體二極體的物理結構簡單地從原理上看，半導體二極體的物理結構源負極發出的電子和回到正極的電子數是相等的。普通的二極體，在發生電子-空穴對的復合是，由于能級差Eg的因素，釋放的光子光譜不在可見光范圍內。

電子在二極體內部的路途中，都會因電阻的存在而消耗功率。所消耗的功率符合電子學的基本定律：

P=I2R=I2（RN++RP）+IVTH

式中：RN是N區體電阻

VTH是PN結的開啟電壓

RP是P區體電阻

消耗的功率產生的熱量為：

Q=Pt

式中：t為二極體通電的時間。

本質上，LED依然是一只半導體二極體。因此，LED在正向工作時，它的工作過程符合上面的敘述。它所它所消耗的電功率為：

PLED=ULED&TImes;ILED

式中：ULED是LED光源兩端的正向電壓：

ILED是流過LED的電流

這些消耗的電功率轉化為熱量放出：

Q=PLED&TImes;t

式中：t為通電時間

實際上，電子在P區與空穴復合時釋放的能量，并不是由外電源直接提供的，而是由于該電子在N區時，在沒有外電場時，它的能級就比P區的價電子能級高出Eg。當它到達P區后，與空穴復合而成為P區的價電子時，它就會釋放出這麼多的能量。Eg的大小是由材料本身決定的，與外電場無關。外電源對電子的作用只是推動它做定向移動，并克服PN結的作用。

LED的產熱量與光效無關；不存在百分之幾的電功率產生光，其余百分之幾的電功率產生熱的關係。透過對大功率LED熱的產生、熱阻、結溫概念的理解和理論公式的推導及熱阻測量，我們可以研究大功率LED的實際封裝設計、評估和產品應用。需要說明的是熱量管理是在LED產品的發光效率不高的現階段的關鍵問題，從根本上提高發光效率以減少熱能的產生才是釜底抽薪之舉，這需要芯片制造、LED封裝及應用產品開發各環節技術的進步。