ＬＥＤ散热
优化散热和热管理控制系统
LED在正向电压下，电子在电场的驱动下克服p-n结的电场，由n区跃迁到p区并与p区的空穴发生复合。由于跃迁到p区的自由电子具有高于p区价电子的能量，复合时电子回到低能量态，多余的能量以光子的形式释放，辐射出来的光还需经过芯片本身的半导体介质和封装介质才能抵达外界。
综合考虑电流注入效率、辐射发光量子效率、芯片外部光萃取效率等因素，对于100 lm/W的LED只有约30％的电能转化为光能，其余的能量则转化为热能，使LED芯片温度升高。对于LED芯片，如果热量不能有效散出，会导致芯片的温度升高，引起热应力的非均匀分布、芯片发光效率和荧光粉效率下降。
随着p-n结的温升，LED芯片的发射波长将发生红移，导致YAG荧光粉激发效率下降，总的发光强度降低，白光色度漂移。当温度超过一定值时，器件的失效率将呈指数规律攀升。器件温度每上升2℃，可靠性将下降10％。为了保证器件的寿命，一般要求p-n结的结温在90 ℃以下。当多个LED密集阵列或集成封装时，系统散热问题更严重。因此解决散热问题已成为LED路灯的先决条件。
如何提高LED路灯的散热能力是LED封装和LED路灯设计的核心问题。LED路灯散热问题分为芯片p-n结到外延层；外延层到封装基板；封装基板到外界环境三个层次。这三个环节构成了热传导的通道。针对LED的散热难题，中山大学半导体照明系统研究中心分别以下各个层面对散热和热管理系统进行了优化设计。
芯片p-n结到外延层的散热：在氮化镓材料的生长过程中，改进材料结构，优化生长参数，获得高质量的外延片，提高器件内量子效率，从根本上减少热量的产生，加快芯片p-n结到外延层的热传导。
外延层到封装基板的散热：在芯片封装上，采用倒装芯片结构、共晶焊封装（图4）、金属线路板结构。在器件封装上，选择合适的基板材料，比如金属印刷电路板(MC-PCB)、陶瓷、复合金属基板等导热性能好的封装基板，以加快热量从外延层向封装基板散发。
封装基板到外界环境的散热：目前的LED路灯一般是将大功率白光LED通过回流焊的方式阵列焊接在金属封装基板上，然后再把金属封装基板紧密安装在大体积的铝、铜材料的散热翅片上。大功率白光LED产生的热量通过金属封装基板传递到散热翅片上，利用自然对流或人为强制对流的方式达到散热的目的。
中山大学半导体照明系统研究中心针对大功率集成封装光源模组的热量大而集中的特点，将大功率集成封装光源模组安装在均温板上，利用均温板的快速扩散热量的性能将LED产生的热量快速横向扩散；在散热翅片部分还采用热管（直型热管、回路热管和脉冲热管）来降低加强热传导和降低热阻（图5）；在LED路灯的腔体中产生人工强制对流的方式来加强对流散热。
综上所述，引导LED路灯发展的技术支撑将体现在基于共晶焊技术的大功率集成封装光源模组方式；一次光学透镜；高显色指数和色温可调的白光智能控制系统；长寿命驱动电源； LED路灯结温智能控制系统； Zigbee无线通讯控制技术；基于热管技术的系统散热和热管理控制系统等几个方面。
随着能源价格的高企、能源危机的加剧和人类环保意识的提高，LED照明凭借其节能和环保的特点受到了越来越大的关注。目前，LED在路灯照明和室内照明等普通照明领域的应用刚处于起步阶段，受2008年北京奥运会和2010年上海世博会的推动，大功率白光LED的发光效率即将突破150 lm/W将是LED进入普通照明的绝佳时机，随着单位流明价格的降低，LED路灯将全面取代现有的传统路灯。届时，全球的LED路灯的需求将达上亿只，仅中国的需求就要达到上千万只，产值将达上千亿元。
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