كيف يتم إنشاء درجة حرارة وصلة رقاقة LED؟
السبب في ارتفاع درجة حرارة LED هو أن الطاقة الكهربائية المضافة لا يتم تحويلها بالكامل إلى طاقة ضوئية ، ولكن يتم تحويل جزء منها إلى طاقة حرارية.تبلغ كفاءة إضاءة LED حاليًا 100lm / W فقط ، وكفاءة التحويل الكهروضوئي حوالي 20 ~ 30٪ فقط.وهذا يعني أن حوالي 70٪ من الطاقة الكهربائية تتحول إلى طاقة حرارية.
على وجه التحديد ، ينتج عن توليد درجة حرارة وصلة LED عاملين.
1. الكفاءة الكمية الداخلية ليست عالية ، أي عندما يتم إعادة تجميع الإلكترونات والثقوب ، لا يمكن توليد الفوتونات بنسبة 100٪ ، وهو ما يشار إليه عادةً باسم "التسرب الحالي" ، مما يقلل من معدل إعادة التركيب للحاملات في منطقة PN.تيار التسرب المضاعف بالجهد هو قوة هذا الجزء الذي يتم تحويله إلى طاقة حرارية ، لكن هذا الجزء لا يفسر المكون الرئيسي ، لأن كفاءة الفوتون الداخلي تقترب الآن من 90٪.
2- لا يمكن أن تنبعث جميع الفوتونات المتولدة في الداخل إلى الخارج من الشريحة وتحويلها في النهاية إلى حرارة.هذا الجزء هو الجزء الرئيسي ، لأن الكفاءة الكمية الحالية التي تسمى الخارجية هي حوالي 30٪ فقط ، ومعظمها يتحول إلى حرارة.على الرغم من أن كفاءة الإضاءة للمصباح المتوهج منخفضة جدًا ، فقط حوالي 15 لومن / وات ، إلا أنه يحول كل الطاقة الكهربائية تقريبًا إلى طاقة ضوئية ويشعها للخارج.نظرًا لأن معظم الطاقة المشعة عبارة عن الأشعة تحت الحمراء ، فإن كفاءة الإضاءة منخفضة جدًا ، ولكنها تقضي على مشكلة التبريد.الآن يهتم المزيد والمزيد من الناس بتبديد حرارة LED.وذلك لأن تسوس الضوء أو عمر LED يرتبط ارتباطًا مباشرًا بدرجة حرارة التوصيل.
تطبيق الضوء الأبيض LED عالي الطاقة وحلول تبديد الحرارة بشرائح LED
اليوم ، يتم استخدام منتجات الضوء الأبيض LED تدريجياً في مختلف المجالات.يشعر الناس بالمتعة المذهلة التي يجلبها الضوء الأبيض LED عالي الطاقة وهم قلقون أيضًا بشأن المشكلات العملية المختلفة!بادئ ذي بدء ، من طبيعة الضوء الأبيض LED عالي الطاقة نفسه.لا تزال LED عالية الطاقة تعاني من ضعف التوحيد لانبعاث الضوء ، والعمر القصير لمواد الختم ، وخاصة مشكلة تبديد الحرارة لرقائق LED ، والتي يصعب حلها ، ولا يمكنها الاستفادة من مزايا التطبيق المتوقعة من LED الأبيض.ثانيًا ، من سعر السوق للضوء الأبيض LED عالي الطاقة.لا يزال LED عالي الطاقة اليوم منتجًا للضوء الأبيض الأرستقراطي ، لأن سعر المنتجات عالية الطاقة لا يزال مرتفعًا للغاية ، ولا تزال التكنولوجيا بحاجة إلى التحسين ، لذلك لا يمكن استخدام منتجات LED البيضاء عالية الطاقة من قبل أي شخص يريد لاستخدامها.مثلشاشة LED مرنة.دعنا نحلل المشاكل ذات الصلة بتبديد حرارة LED عالي الطاقة.
في السنوات الأخيرة ، بجهود خبراء الصناعة ، تم اقتراح العديد من حلول التحسين لتبديد الحرارة لرقائق LED عالية الطاقة:
Ⅰ.زيادة كمية الضوء المنبعث من خلال زيادة مساحة شريحة LED.
Ⅱ.اعتماد حزمة من عدة رقائق LED صغيرة المساحة.
Ⅲ.تغيير مواد التعبئة والتغليف LED ومواد الفلورسنت.
فهل من الممكن تحسين مشكلة تبديد الحرارة بشكل كامل لمنتجات الضوء الأبيض LED عالية الطاقة من خلال الطرق الثلاث المذكورة أعلاه؟في الواقع ، إنه أمر مذهل!بادئ ذي بدء ، على الرغم من أننا نزيد مساحة شريحة LED ، يمكننا الحصول على مزيد من التدفق الضوئي (الضوء الذي يمر عبر وحدة زمنية). عدد الحزم لكل وحدة مساحة هو التدفق الضوئي ، والوحدة مل).إنه جيد لصناعة الصمام.نأمل في تحقيق تأثير الضوء الأبيض الذي نريده ، ولكن نظرًا لأن المساحة الفعلية كبيرة جدًا ، فهناك بعض الظواهر التي تؤدي إلى نتائج عكسية في عملية التطبيق وهيكله.
فهل من المستحيل حقًا حل مشكلة تبديد حرارة الضوء الأبيض LED عالي الطاقة؟بالطبع ، ليس من المستحيل حلها.في ضوء المشكلات السلبية الناتجة عن زيادة مساحة الرقاقة ببساطة ، قامت الشركات المصنعة للضوء الأبيض LED بتحسين سطح رقاقة LED عالية الطاقة من خلال تغليف العديد من شرائح LED ذات المساحة الصغيرة وفقًا لتحسين هيكل القطب الكهربائي والرقاقة القلابة هيكل لتحقيق 60lm./ W تدفق إضاءة عالي وكفاءة إضاءة منخفضة مع تبديد حرارة مرتفع.
في الواقع ، هناك طريقة أخرى يمكنها تحسين مشكلة تبديد الحرارة لرقائق LED عالية الطاقة بشكل فعال.هذا هو استبدال البلاستيك أو الزجاج الشبكي السابق براتنج السيليكون لمواد التغليف ذات الضوء الأبيض.لا يمكن أن يؤدي استبدال مواد التغليف إلى حل مشكلة تبديد الحرارة لشريحة LED فحسب ، بل يؤدي أيضًا إلى تحسين عمر LED الأبيض ، الذي يقتل عصفورين بحجر واحد.ما أريد أن أقوله هو أن جميع منتجات LED ذات الإضاءة البيضاء عالية الطاقة تقريبًا مثل الضوء الأبيض LED عالي الطاقة يجب أن تستخدم السيليكون كمادة تغليف.لماذا يجب استخدام هلام السيليكا كمواد تغليف في LED عالي الطاقة الآن؟لأن هلام السيليكا يمتص أقل من 1٪ من الضوء بنفس الطول الموجي.ومع ذلك ، فإن معدل امتصاص راتنجات الايبوكسي إلى ضوء 400-459 نانومتر يصل إلى 45٪ ، ومن السهل التسبب في اضمحلال الضوء الخطير بسبب الشيخوخة الناجمة عن الامتصاص طويل المدى لهذا الضوء ذي الموجة القصيرة.
بالطبع ، في الإنتاج الفعلي والحياة ، سيكون هناك العديد من المشكلات مثل تبديد الحرارة لرقائق الضوء الأبيض LED عالية الطاقة ، لأنه كلما كان تطبيق الضوء الأبيض LED عالي الطاقة أكثر شمولاً ، زادت المشاكل المتعمقة والصعبة. يظهر!خصائص رقائق LED هي حرارة عالية للغاية تتولد في حجم صغير جدًا.السعة الحرارية لمصباح LED نفسه صغيرة جدًا ، لذلك يجب إجراء الحرارة بأقصى سرعة ، وإلا سيتم إنشاء درجة حرارة عالية للتقاطع.من أجل سحب الحرارة من الشريحة قدر الإمكان ، تم إجراء العديد من التحسينات على هيكل رقاقة LED.من أجل تحسين تبديد الحرارة لشريحة LED نفسها ، فإن التحسين الرئيسي هو استخدام مادة ركيزة ذات توصيل حراري أفضل.
يمكن أيضًا استيراد درجة حرارة مصباح مراقبة LED إلى وحدة تحكم دقيقة
للحصول على شكل محسّن من طاقة NTC ، إذا كنت ترغب في تحقيق تصميم أفضل ، فهو أيضًا نهج عملي نسبيًا لتنفيذ تصميم أمان أكثر دقة باستخدام وحدة MCU.في مشروع التطوير ، يمكن تقسيم حالة وحدة مصدر ضوء LED إلى ما إذا كان الضوء مطفأ أم لا ، مع الحكم المنطقي للبرنامج لتحذير درجة الحرارة وقياس درجة الحرارة ، يتم إنشاء آلية أكثر مثالية لإدارة الإضاءة الذكية .
على سبيل المثال ، إذا كان هناك تحذير لدرجة حرارة المصباح ، فإن درجة حرارة الوحدة لا تزال ضمن النطاق المقبول من خلال قياس درجة الحرارة ، ويمكن الحفاظ على الطريقة العادية لتبديد درجة حرارة التشغيل بشكل طبيعي من خلال المشتت الحراري.وعندما يُعلم التحذير أن درجة الحرارة المقاسة قد وصلت إلى المعيار القياسي لتنفيذ آلية تبريد نشطة ، يجب أن تتحكم وحدة MCU في تشغيل مروحة التبريد.وبالمثل ، عندما تدخل درجة الحرارة إلى المنطقة ، يجب أن تقوم آلية التحكم بإيقاف تشغيل مصدر الضوء على الفور ، وفي نفس الوقت تؤكد درجة الحرارة مرة أخرى بعد 60 ثانية أو 180 ثانية من إيقاف تشغيل النظام.عندما تصل درجة حرارة وحدة مصدر ضوء الحالة الصلبة LED إلى قيمة طبيعية ، قم بتشغيل مصدر ضوء LED مرة أخرى واستمر في إصدار الضوء.
الوقت ما بعد: نوفمبر 09-2022