前言

　　在我国的总用电量中，照明用电大约占13%。而城市公共照明尤其是道路照明用电在整个照明领域占有庞大的份额。近年来，随着国家建设节约型社会战略的提出，作为一种高效节能的新型光源，在其生产工艺以及性能不断进步的基础上，LED进入道路照明领域已经成为一种必然趋势。

　　1、LED的结温和性能的关系

　　目前限制LED道路照明灯具发展的瓶颈主要有两个：一个是成本。目前LED光源相对传统光源来说，价格还是偏高。但是随着生产工艺的进步以及国内企业的广泛参与，LED成本会逐步下降。另一个瓶颈是散热。由于LED属于半导体发光器件，而半导体器件随着自身温度的变化，其特性会有明显的变化。对于LED，结温的升高会导致器件各方面性能的变化与衰减。这种变化主要体现在三个方面：

　　(1)减少LED的外量子效率;

　　(2)缩短LED的寿命;

　　(3)造成LED发出光的主波长偏移，从而导致光源的颜色发生偏移。

　　其中，器件的外量子效率是与LED光效直接相关的量，外量子效率的下降将会直接导致LED光效的降低。随着器件PN结温度的上升，白光LED芯片的发光主波长会向长波方向移动。统计资料表明：在100℃的温度下，波长可以红移4～9nm，从而导致YAG荧光粉吸收率下降，也会导致LED输出光通量的减少。图1是CREE公司生产的X2Lamps系列产品(a)与LUMILEDS公司生产的LUXEONK2系列产品(b)相对光输出随结温的变化曲线，这两种产品都是现在技术较成熟的大功率白光LED。从图1可以发现，当器件结温上升到65℃时，二者的光输出相对于室温时会下降10%左右。

图：LED相对光输出随结温的变化曲线

　　对于单个LED而言，如果热量集中在尺寸很小的芯片内而不能有效散出，则会导致芯片温度升高，引起热应力的非均匀分布，芯片的失效率也会上升。研究表明：当温度超过一定值时，LED的失效率将呈指数规律攀升，LED的温度每上升2℃，可靠性下降10%。

　　图2是LUMILEDS生产的LUXEONK2系列产品结温与寿命的关系。从图中可以看到，当结温上升时，LED的光衰会明显加快，寿命也明显降低。光效、色温、寿命等参数都是照明应用中非常重要的指标，因此如何通过合理的散热设计，控制LED灯具的温升是LED进入道路照明领域亟需解决的问题。

图：LED结温与寿命关系曲线