1）一次热学设计和二次热学设计

LED灯具热管理既包括LED晶片的内量子效率、封装结构的出光效率，还包括LED芯片产生的热量通过热路径的传导以及在灯具表面的散热过程，整个热管理过程包括芯片、封装和系统集成，芯片及封装过程是由LED上、中游生产商完成，构成LED灯具的内部热阻，LED灯具生产企业不能更改它的大小，称为一次热学设计。系统集成包括芯片、基板、散热器等各部件的贴合、灯具结构设计、不同散热方法的选用等，主要针对灯具传热和散热方式，提高换热效率，主要由灯具厂商完成，称为二次热学设计，这是灯具散热设计的主要内容（见图8-35）。

图8-35　LED热管理具体内容

2）LED灯具热管理的主要内容

①测量LED灯具各组件温度，计算温升，确定结温，判断阻碍传热和散热的部位，预测LED灯具瞬态温度变化及灯具使用寿命。

利用式（3-23）、式（3-25）、式（3-26）、式（3-27）和式（8-9），以及第4～第7章相关的各部分热阻计算公式，可以计算得到温升、结温、各部件指定界面温度。利用式（3-20）及各厂商LED芯片技术曲线，可以预测LED灯具的使用寿命。(www.daowen.com)

②根据LED芯片所能承受的最高温度、功率需求、LED灯具生产标准、成本、材料等基本参数，设计满足热学、光学、电学、安规的灯具。

本书重点研究热学问题，主要涉及芯片的个数、导热胶、基板类型、散热器结构及材质、对流方式等，其中重点是在确定对流换热状态后（确定h），散热器结构的设计（确定A）。

③对LED灯具热学结构及材质进行优化设计，充分考虑各独立因素之间的耦合因素，既保证灯具热学性能最佳、热阻小，同时又能保证成本较低。

LED灯具散热结构优化一般是利用有限元软件进行，方法主要包括正交试验法、多物理场耦合法、遗传优化算法、场协同原理、叠加法、基于熵产最小化等。

④研发新的晶片生长技术、封装工艺、导热散热材料、散热技术等，争创LED上、中、下游的技术创新，力争LED散热能力提高一个数量级。

近年来CSP封装、石墨烯导热材料、烟囱式翅片结构、相变微通道、热辐射涂层、液体金属冷却技术等给LED灯具散热带来了巨大的改进。