前言

　　在我國的總用電量中，照明用電大約占13%。而城市公共照明尤其是道路照明用電在整個照明領域占有龐大的份額。近年來，隨著國家建設節約型社會戰略的提出，作為一種高效節能的新型光源，在其生產工藝以及性能不斷進步的基礎上，LED進入道路照明領域已經成為一種必然趨勢。

　　1、LED的結溫和性能的關系

　　目前限制LED道路照明燈具發展的瓶頸主要有兩個：一個是成本。目前LED光源相對傳統光源來說，價格還是偏高。但是隨著生產工藝的進步以及國內企業的廣泛參與，LED成本會逐步下降。另一個瓶頸是散熱。由于LED屬于半導體發光器件，而半導體器件隨著自身溫度的變化，其特性會有明顯的變化。對于LED，結溫的升高會導致器件各方面性能的變化與衰減。這種變化主要體現在三個方面：

　　(1)減少LED的外量子效率;

　　(2)縮短LED的壽命;

　　(3)造成LED發出光的主波長偏移，從而導致光源的顏色發生偏移。

　　其中，器件的外量子效率是與LED光效直接相關的量，外量子效率的下降將會直接導致LED光效的降低。隨著器件PN結溫度的上升，白光LED芯片的發光主波長會向長波方向移動。統計資料表明：在100℃的溫度下，波長可以紅移4～9nm，從而導致YAG熒光粉吸收率下降，也會導致LED輸出光通量的減少。圖1是CREE公司生產的X2Lamps系列產品(a)與LUMILEDS公司生產的LUXEONK2系列產品(b)相對光輸出隨結溫的變化曲線，這兩種產品都是現在技術較成熟的大功率白光LED。從圖1可以發現，當器件結溫上升到65℃時，二者的光輸出相對于室溫時會下降10%左右。

圖：LED相對光輸出隨結溫的變化曲線

　　對于單個LED而言，如果熱量集中在尺寸很小的芯片內而不能有效散出，則會導致芯片溫度升高，引起熱應力的非均勻分布，芯片的失效率也會上升。研究表明：當溫度超過一定值時，LED的失效率將呈指數規律攀升，LED的溫度每上升2℃，可靠性下降10%。

　　圖2是LUMILEDS生產的LUXEONK2系列產品結溫與壽命的關系。從圖中可以看到，當結溫上升時，LED的光衰會明顯加快，壽命也明顯降低。光效、色溫、壽命等參數都是照明應用中非常重要的指標，因此如何通過合理的散熱設計，控制LED燈具的溫升是LED進入道路照明領域亟需解決的問題。

圖：LED結溫與壽命關系曲線