LED是冷光源，為什麼發熱量那麼大？

01-13

LED的光效應該比傳統燈光高多了，那麼熱量從哪裡來的？

首先，普及下什麼是冷光源

所謂的冷光源是幾乎不含紅外線光譜的發光光源，區別於含紅外光譜的熱光源。

LED就是一種冷光源，他發出的光幾乎都是可見光。可見光波長在380到780納米

而傳統的白熾燈就是熱光源。

那LED為什麼會發熱了，因為LED光源的電能轉化為光能只有30%左右，那其他的能量就轉化成熱能，要靠熱傳導傳出去。所以LED的燈具是會發熱的。

傳統的白熾燈是只有2-3%的電能轉化為光能（可見光部分），其餘的很多以紅外線的形式輻射出去。

冷光源的特點是把其他的能量幾乎全部轉化為可見光了，其他波長的光很少，而熱光源就不同，除了有可見光外還有大量的紅外光，相當一部分能量轉化為對照明沒有貢獻的紅外光了。

所以所謂的冷光源其實是不冷的。

那為什麼說LED冷光源比白熾燈節能了，其實就是說它的電能轉化為光能效率比較高。

所以燈具廠家在做LED燈具時是要很注重散熱的，因為如果熱量散發不出去，就會影響晶元的發光效率。

所以一般LED燈具都會有散熱器。

LED發熱的原因是因為所加入的電能並沒有全部轉化為光能，而是一部分轉化成為熱能。
LED的光效目前只有100lm/W，其電光轉換效率大約只有20~30%左右。也就是說大約70%的電能都變成了熱能。

具體來說，LED結溫的產生是由於兩個因素所引起的。
1．內部量子效率不高，
也就是在電子和空穴複合時，並不能100％都產生光子，通常稱為由「電流洩漏」而使PN區載流子的複合率降低。洩漏電流乘以電壓就是這部分的功率，也就是轉化為熱能，但這部分不佔主要成分因為現在內部光子效率已經接近90％。
2．內部產生的光子無法全部射出到晶片外部而最後轉化為熱量
這部分是主要的，因為目前這種稱為外部量子效率只有30％左右，大部分都轉化為熱量了。
雖然白熾燈的光效狠低，只有15lm/W左右，但是它幾乎將所有的電能都轉化為光能而輻射出去，因為大部分的輻射能是紅外線，所以光效狠低，但是卻免除了散熱的問題。

參考：LED 發熱原因_百度文庫

任何發光的物體，都會發熱。——這好像有點絕對哦，螢火蟲似乎只發光不發熱。

好吧，我說的是人工光源，都會發熱，具體到用電來實現的光源，那麼是通過電轉化為光的，在這個轉化過程中，會產生熱。就照明來講，我們當然希望同樣的電，能產生更多的光，更少的熱，這就是發光效率的概念。

但是不管怎麼高效率的發光器，熱是不能完全消除的，所以LED必定發熱的。

只是我們很高興地看到，LED是目前最高效的發光器件，而且效率在不斷提高。

所以我們知道了，同樣功率的燈泡，LED的發熱量比傳統燈泡的要少。

接下來說冷光源。

冷光源的形象的意思大概是：LED的光不發熱，注意是光哦，不是LED本身不發熱。

為什麼LED的光不發熱呢，因為LED發出的光線中，不含紅外線，我們知道紅外線是傳導熱量的。——傳統燈泡，比如浴霸燈，就是通過紅外線傳導熱量的。

所以你看，LED不能通過紅外傳達熱量的，但是熱量必須傳導，所以就加了鋁質散熱器，散熱器的設計，是LED燈具產業的一個大類目。

LED的發熱主要來自非輻射複合和驅動電流的發熱。

由於LED本質是二極體，pn結處電子空穴對複合，能級躍遷釋放能量，輻射複合多餘的能量以光子的形式釋放，非輻射複合是以其他方式釋放能量，如熱。輻射複合佔總複合速率的比值即內量子效率。內量子效率越高，發出的熱量就越小。

並且LED晶元要經過整流、濾波、升降壓、調光等電路才能接到220V的電壓上，這些電路也是熱量的來源。

如果題主對LED感興趣，推薦《LED及其應用技術》這本書。

所謂冷光源（luminescence）主要是區別於熱輻射光源。冷光源的發光原理基本都是基於電子躍遷，所以比如說熒光，LED還有激光都屬於冷光源。

LED的電光效率基本上能達到90%以上，而這個發光過程基本只有很少的熱量產生（熱光源的發光過程則會達到幾千K的高溫，鎢絲由於達到了這個高溫所以才能發光）。

題主問到的LED的發熱量主要是來自兩個方面：

第一，被封裝和LED各個界面反射回LED里的光產生的熱量。

第二，LED配適電路中整流晶元的發熱。所以，LED由於不是靠高溫下的輻射發光所以是冷光源。而由於以上兩點原因，LED會有很大的發熱量。

因為能量轉換效率離100%還差很遠。沒變成光的，都變成熱了。

搜一個技術問題剛好看到這個，簡單說一下

假設題主問的是家用的LED燈泡

LED燈的發熱可以分成兩個部分：LED顆粒自身效率原因的發熱，LED驅動電路轉換效率原因的發熱

1、LED顆粒發熱

前面各種回答已經說了很多了，單顆LED的功率消耗=LED管壓降*通過的電流

然後結合發光效率，剩下的功耗基本都是發熱之類的耗散掉了

2、LED驅動電路發熱

LED都需要有驅動電路，將220V或其他電壓，通過類似開關電源的電路轉換為低壓恆流驅動。

只要是開關電源，都有轉換效率的問題

為了讓問題直觀一點，假設一個廉價的led驅動器只有50%的轉換效率，一顆1W的LED工作在額定負荷下，雖然驅動電路提供給LED顆粒的功率是1W，但是從輸入電源處需要獲取2W的功率，剩下的1W功率就要通過發熱的形式耗散掉。越是廉價的燈泡，成本限制下驅動器的轉換效率就越低，可能發熱更嚴重，同時因為成本的原因又無法設計良好的散熱結構，最後就是惡性循環，導致產品質量差等等

自LED發明之日起，科學家們就一直在和這個所謂的重要挑戰相抗爭。雖然LED的能效極高，但它真正發射出的光線僅占生成總量的2%-4%，其餘的則被困在了LED外殼當中，就像是光線被困在游泳池的水裡一樣。==》》變成了熱量！

引用：LED技術出現新突破可將清晰度提升400%_數碼