夏俊峰：LED灯具散热设计的讨论

对于LED灯具的散热，有人说温差大，散热量大，所以散热器表面温度高好。这种说法对，也不对。为什么会有这样一种答案，究其原因是因为，对此不能一概而论，现实中灯具散热的环境多种多样，需要根据具体情况做出具体分析，而后才能确定散热是否真的好。

　　散热的原因不外乎两种。一种是，将热源的热量传递给环境，对环境加热使环境温度升高，比如供暖系统；一种是，将热源的热量传递出去，使热源的热量传递出去，使热源的温度尽可能降低。比如LED的散热。

　　对于供暖系统，需要将周围环境加热到足够高的温度。由于暖气管道中热载体是流动的，流体单位时间与某处管道的接触时间有限，要在单位时间内能尽量多地将热量传递给暖气片，就必须通过提高流体的温度，即需要散热器与空气间存在较大的温差。这样的代价是，在热远端需要很大的能量来加热流体，从而提高流体的温度，以保持散热器的温度，不使散热器的温度下降，达到单位时间向空间环境传递较大热量的目的。如果散热器端的温度不足，就需要不断地加大热源端的功率来保证。

　　而LED产品的散热，与暖通散热的目的有所不同。电子散热的目的，不是以保持散热器的温度为目标，也不是以加热环境温度为目的，而是以降低热源的温度为目的。因为有了散热，LED的温度才可能降低，LED产品才能正常工作。因为要达到目的与供暖系统截然不同，所以散热器的温度自然也不会高。对于LED灯具及其他产品来说，良好的散热设计，热平衡后，热源与散热器的温差要小，散热器与空间的温差也要小。

　　散热设计，其实也是一个辩证思维的过程。在设计过程中，绝不能片面地看散热的有关公式中散热量与温度或温度差成正比，以此为依据而提高散热器的温度。在热源功率一定时，要提高散热器的温度，就要减小散热器的尺寸或辐射能力。但是，散热器的温度提高，虽然使得散热器与空气的温差大了，但热源与散热器的温差却减小了，顾此失彼。而且散热量又是和有效面积成正比的，减小了散热的面积，散热量也会下降。这样做的结果是：散热器的温度升高了，热源的温度也相应地升高了。这并不符合LED散热设计的初衷。

　　再者，散热器与空气温差不能笼统的来做比较，仍然要坚持具体事实具体分析的原则。如果散热器的翅片很薄，很高，热量难以传递到翅片顶端，顶端的温度就低。虽然看来散热器的远端与热源的温差实际很大，但热量并没有很好地传递到散热器的远端。这种大温差、小面积、长距离的热路径，实际上热阻很大，单位时间内传到到远端的热量很少。所有说散热器的温度，我们应该注意的是散热器上什么位置的温度。由于散热器的结构各有不同，且散热器上的温度是不均匀的，很难说哪个地方的温度能够代表散热器的温度。

　　LED产品的散热设计中绝不是以温差作为先决条件的。也就是说，设计之初，我们是要求将热源的温度控制在多少度以下，以这个温度为前提条件来展开设计散热系统的。不管散热系统最终是怎样的形态，其结果必须是热源温度不能超过预定的指标。相比暖气系统而言，则是要将热源的温度保持在某个温度以上。在设计时，往往会要求散热器适当小，在暖气设计方面会有很多用户、节能等方面的因素考虑。

　　通常再设计LED散热中，不能只盯住一点，也不能片面的只想一种方法，要全面分析，结合各种因素。散热设计，是一个系统的设计，不是仅仅由一个温度或温差参数来决定的，对LED产品散热而言，切不可用大温差或高温度的理念来设计散热系统，更不能用散热器的温度搞滴来断定散热器是否良好。