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　　當LED結溫升高時，發光材料的禁帶寬度將減小，導致LED發生波長變長，顏色向紅色偏移。當LED結溫不超過其臨界溫度時，正向壓降隨溫度的變化是可逆的。一旦LED的結溫超過器件所能承受的最高臨界溫度時，LED的光輸出特性將會永久性的衰減。

　　LED是繼白熾燈、熒光燈和HID燈之后的第四代新型光源。LED光源的出現和發展，將引發照明領域的一次革命，具有劃時代的意義。概括的講，LED具有以下幾方面的優點：

　　①LED是環保性能最好的光源。LED眩光少，光譜中沒有多余的紫外線和紅外線，不含汞等有害物質，在運輸、安裝和使用中不會破碎，廢棄物可回收，沒有污染。

　　②LED為固態冷光源，十分堅固耐用壽命非常長。

　　③單色性好，色彩豐富，燈光清晰柔和，并且可任意混合，從而使光色變幻多端。  

　　④體積小，重量輕，應用靈活。

　　⑤響應速度快。白熾燈加電后需140-200ms的時間才能達到設定亮度，而LED通電后無需熱啟動時間，燈亮時間僅約60ns。

　　⑥發光效率高，能量消耗低，較同樣發光效率白熾燈節電80%。

　　基于以上優點，LED燈具將會是照明行業的一大發展趨勢，用于室內照明的大功率LED燈具在數量上也將有很大的發展。

　　一、LED燈具散熱系統的作用

　　當電流通過LED時，其PN結的溫度將升高。結溫的變化勢必引起內部電子和空穴濃度、禁帶寬度和電子遷移率等微觀參數的變化，從而使LED的光輸出、發光波長以及正向電壓等宏觀參數發生相應的變化。（禁帶寬度是指一個能帶寬度(單位是電子伏特(ev)).固體中電子的能量是不可以連續取值的，而是一些不連續的能帶。要導電就要有自由電子存在。自由電子存在的能帶稱為導帶（能導電）。被束縛的電子要成為自由電子，就必須獲得足夠能量從而躍遷到導帶，這個能量的最小值就是禁帶寬度。）

　　實驗發現，當LED結溫升高時，發光材料的禁帶寬度將減小，導致LED發生波長變長，顏色向紅色偏移。當LED結溫不超過其臨界溫度時，正向壓降隨溫度的變化是可逆的。一旦LED的結溫超過器件所能承受的最高臨界溫度時，LED的光輸出特性將會永久性的衰減。

　　圖1為結溫不同時，光輸出與時間的關系，其中，紅色為結溫74℃，藍色為結溫為63℃。 　　

　　由圖可見，當結溫為74℃時，光輸出衰減到50%所需時間為2年，而結溫為63℃時，這一時間即增加到6年，可見結溫對LED使用壽命的影響是非常巨大的。

　　綜上所述，在LED燈具中，散熱系統的作用就變的尤其重要。目前市場上大功率LED室內照明燈具的散熱外殼基本全部為鋁，塑料導熱材料還處于初期起步階段。飛利浦MASTER LED MR16 新式燈具成為了全球首例大功率LED 應用，其鋁制外殼被Stanyl TC導熱塑料   所取代，同樣達到了散熱的目的。

　　下面兩張圖片中的鋁件雖然造型不同，起到的全部為散熱作用，圖左為中燈具為大功率射燈，外殼為鋁材料外表鍍鎳的散熱系統，圖右為蠟燭燈，中間部分為二次加工后用于散熱的鋁材料。

　　圖3為飛利浦公司推出的MASTER LED MR16，其散熱外殼材料為帝斯曼公司開發的Stanyl TC導熱塑料。

　　二、導熱塑料作為散熱系統材料的可行性

　　在散熱系統方面，一直以來都是以鋁作為材料。塑料由于其導熱系數很小，不能滿足散熱要求，所從未用在LED散熱領域。目前帝斯曼公司推出的新型導熱塑料在保持一般塑料材料的優點基礎上，增加了它的導熱系數，使其導熱系數達到一般塑料的10-50倍。鋁材料的導熱系數在200W/(m·K)，關于材料導熱系數與溫度增加量的關系如圖4所示：

　　由圖可見，在導熱系數小于5時，屬于熱傳導受限的情況，這種情況下導熱系數很小的變化都會造溫度差很大的變化，一般的塑料導熱系數都在1以下，所以如果用于散熱系統將導致結溫的迅速上升，必然會降低LED燈具的使用壽命。在導熱系數大于5時，屬于對流受限情況，由圖可見當材料厚度在5mm及以下的情況下，導熱系數對溫度差的影響都是趨近于0，所以此時導熱系數是5W/mK或者200W/mK對結溫的影響已經相差不大了。為了滿足不同情況下對材料導熱系數的要求，帝斯曼公司此次研發的新型導熱塑料中材料的導熱系數分不同等級，其中白色導熱塑料的導熱系數分別為2，4，6，8，而黑色的導熱塑料的導熱系數分別為10，15，最高可達18W/mK，可以滿足一般大功率LED燈具對散熱效果的要求。

　　三、塑料導熱材料與鋁材優劣對比

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