热管在大功率LED照明中的应用

LED(Light Emitting Diode)，发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量。

大功率 LED作为户外照明的重要应用，其优越性表现在：

1.LED作为点光源，如果设计合理，很大程度上可以直接解决传统球状光源，必须依靠光反射来解决的二次取光及光损耗问题;

2.对光照射面的均匀度可控，理论上可以做到在目标区域内完全均匀;

3.色温可选，这样在不同场合应用不同色温的LED，是提高效率、降低成本的一个重要方法途径;

4.技术进步空间依然很大。高导热金属材质的发展将有力地提高LED的光效，比如科锐(CREE)已经可以做到芯片光效达到130-150lm/W。而热平衡散热结构关键技术的应用，在保持低成本和被动散热方式的前提下，利用高导热介质，通过崭新的器件/灯具整体结构,能成功降低热阻，有效降低PN结结温，使PN结工作在允许工作温度内,保持最大量光子输出。

一、热管概述

1.热管是由管壳、起毛细作用的吸液芯，以及传递热能的工质构成。吸液芯牢固地贴附在管壳内壁上，并被工质渗透。热管自身形成一个高真空的封闭系统，其结构如图一所示：

其工作原理是：大功率LED所产生的热量，通过对蒸发段的管壁和浸满工质吸液芯的导热使液体工质的温度上升;上升到一定的温度，液面蒸发，直至达到饱和蒸汽压，此时热量以潜热的方式传递给蒸汽，饱和蒸汽压随着液体温度的上升而升高。在压差的作用下，蒸汽流向气压和温度都较低的冷凝段，并在冷凝段的气液界面上冷凝，发出潜热。放出的热量从气液界面通过吸液芯和管壁的导热，传递给管外的散热片。

2.热管技术的特性：

(1)优良的导热性 热管内部主要靠工作液体的汽、液相变传热，热阻很小,因此具有很高的导热能力。

(2)不可逆性 由于温差的存在,热量在传递过程中是不可逆的。