Αιτίες και λύσεις Θέρμανσης Φώτων LED

Αιτίες και λύσεις θέρμανσης τουΦώτα LED
Ο λόγος για τον οποίο το LED θερμαίνεται είναι επειδή η προστιθέμενη ηλεκτρική ενέργεια δεν μετατρέπεται όλη σε φωτεινή ενέργεια, αλλά ένα μέρος της μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια. Η απόδοση φωτός του LED είναι επί του παρόντος μόνο 100lm/W και η απόδοση ηλεκτρο-οπτικής μετατροπής είναι μόνο περίπου 20~30%. Δηλαδή, περίπου το 70% της ηλεκτρικής ενέργειας μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια.
Συγκεκριμένα, η δημιουργία θερμοκρασίας διασταύρωσης LED προκαλείται από δύο παράγοντες:
1. Η εσωτερική κβαντική απόδοση δεν είναι υψηλή, δηλαδή όταν τα ηλεκτρόνια και οι οπές ανασυνδυάζονται, τα φωτόνια δεν μπορούν να δημιουργηθούν 100%, το οποίο συνήθως αναφέρεται ως "διαρροή ρεύματος", που μειώνει τον ρυθμό ανασυνδυασμού των φορέων στην περιοχή PN. Το ρεύμα διαρροής πολλαπλασιασμένο με την τάση είναι η ισχύς αυτού του τμήματος, το οποίο μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια, αλλά αυτό το μέρος δεν αποτελεί το κύριο συστατικό, επειδή η απόδοση του εσωτερικού φωτονίου είναι τώρα κοντά στο 90%.
2. Τα φωτόνια που δημιουργούνται στο εσωτερικό δεν μπορούν να εκπέμπονται όλα στο εξωτερικό του τσιπ και τελικά να μετατραπούν σε θερμότητα. Αυτό το μέρος είναι το κύριο μέρος, επειδή η τρέχουσα λεγόμενη εξωτερική κβαντική απόδοση είναι μόνο περίπου 30% και το μεγαλύτερο μέρος της μετατρέπεται σε θερμότητα.
Αν και η φωτεινή απόδοση του λαμπτήρα πυρακτώσεως είναι πολύ χαμηλή, μόνο περίπου 15lm/W, μετατρέπει σχεδόν όλη την ηλεκτρική ενέργεια σε φωτεινή ενέργεια και την εκπέμπει έξω. Επειδή το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας ακτινοβολίας είναι υπέρυθρη, η φωτεινή απόδοση είναι πολύ χαμηλή, αλλά εξαλείφει το πρόβλημα ψύξης.
Λύσεις απαγωγής θερμότητας για φωτιστικά LED
Η επίλυση της απαγωγής θερμότητας του Led ξεκινά κυρίως από δύο πτυχές. Πριν και μετά τη συσκευασία, μπορεί να γίνει κατανοητό ως η απαγωγή θερμότητας του τσιπ LED και η απαγωγή θερμότητας της λάμπας LED. Επειδή οποιοδήποτε LED θα γίνει λαμπτήρας, ο πυρήνας LED
Η θερμότητα που παράγεται από το τσιπ διαχέεται πάντα στον αέρα μέσω του περιβλήματος του φωτιστικού. Εάν η απαγωγή θερμότητας δεν είναι καλή, επειδή η θερμική ικανότητα του τσιπ LED είναι πολύ μικρή, λίγη συσσώρευση θερμότητας θα αυξήσει γρήγορα τη θερμοκρασία σύνδεσης του τσιπ. Εάν λειτουργεί σε υψηλή θερμοκρασία για μεγάλο χρονικό διάστημα, η διάρκεια ζωής του θα μειωθεί γρήγορα. Ωστόσο, υπάρχουν πολλοί τρόποι με τους οποίους αυτή η θερμότητα μπορεί πραγματικά να κατευθυνθεί έξω από το τσιπ στον εξωτερικό αέρα. Συγκεκριμένα, η θερμότητα που παράγεται από το τσιπ LED βγαίνει από τη μεταλλική ψύκτρα του, περνά πρώτα μέσω της συγκόλλησης στο PCB του υποστρώματος αλουμινίου και στη συνέχεια περνά μέσω της θερμικής πάστας στην ψύκτρα αλουμινίου. Ως εκ τούτου, η απαγωγή θερμότητας τουΛαμπτήρες LEDΣτην πραγματικότητα περιλαμβάνει δύο μέρη: αγωγιμότητα θερμότητας και απαγωγή θερμότητας.
Ωστόσο, η απαγωγή θερμότητας του περιβλήματος της λάμπας LED θα έχει επίσης διαφορετικές επιλογές ανάλογα με το μέγεθος ισχύος και τον τόπο χρήσης. Υπάρχουν κυρίως οι ακόλουθες μέθοδοι ψύξης:
1. Πτερύγια απαγωγής θερμότητας αλουμινίου: Αυτή είναι η πιο κοινή μέθοδος απαγωγής θερμότητας, χρησιμοποιώντας πτερύγια απαγωγής θερμότητας από αλουμίνιο ως μέρος του περιβλήματος για την αύξηση της περιοχής απαγωγής θερμότητας.
2. Θερμικά αγώγιμο πλαστικό κέλυφος: Γεμίστε το θερμικά αγώγιμο υλικό κατά τη χύτευση με έγχυση του πλαστικού κελύφους για να αυξήσετε τη θερμική αγωγιμότητα και την ικανότητα απαγωγής θερμότητας του πλαστικού κελύφους.
3. Υδροδυναμική αέρα: Χρησιμοποιώντας το σχήμα του περιβλήματος του λαμπτήρα για τη δημιουργία αέρα μεταφοράς, που είναι ο χαμηλότερος τρόπος για να ενισχυθεί η απαγωγή θερμότητας.
4. Ο ανεμιστήρας, ο ανεμιστήρας υψηλής απόδοσης μεγάλης διάρκειας χρησιμοποιείται μέσα στο περίβλημα του λαμπτήρα για να ενισχύσει τη διάχυση θερμότητας, με χαμηλό κόστος και καλό αποτέλεσμα. Ωστόσο, είναι πιο ενοχλητικό να αντικαταστήσετε τον ανεμιστήρα και δεν είναι κατάλληλος για εξωτερική χρήση. Αυτό το σχέδιο είναι σχετικά σπάνιο.
5. Σωλήνας θερμότητας, χρησιμοποιώντας τεχνολογία σωλήνων θερμότητας για τη μεταφορά θερμότητας από το τσιπ LED στα πτερύγια απαγωγής θερμότητας του κελύφους. Είναι ένα κοινό σχέδιο σε μεγάλες λάμπες όπως οι λαμπτήρες δρόμου.
6. Επεξεργασία απαγωγής θερμότητας ακτινοβολίας επιφάνειας, η επιφάνεια του περιβλήματος του λαμπτήρα επεξεργάζεται με επεξεργασία απαγωγής θερμότητας ακτινοβολίας, η οποία μπορεί να αφαιρέσει τη θερμότητα από την επιφάνεια του περιβλήματος του λαμπτήρα με ακτινοβολία.
Σε γενικές γραμμές, η φωτεινή απόδοση των LED εξακολουθεί να είναι σχετικά χαμηλή επί του παρόντος, γεγονός που προκαλεί αύξηση της θερμοκρασίας της διασταύρωσης και μείωση της διάρκειας ζωής. Προκειμένου να μειωθεί η θερμοκρασία της διασταύρωσης για να αυξηθεί η διάρκεια ζωής, είναι απαραίτητο να δοθεί μεγάλη προσοχή στο πρόβλημα της απαγωγής θερμότητας.