Как се генерира температурата на свързване на светодиодния чип?
Причината, поради която светодиодът се нагрява е, че добавената електрическа енергия не се преобразува цялата в светлинна енергия, но част от нея се преобразува в топлинна енергия.Ефективността на светлината на LED в момента е само 100lm/W, а ефективността на електрооптичното преобразуване е само около 20~30%.Тоест около 70% от електрическата енергия се превръща в топлинна енергия.
По-конкретно, генерирането на температура на свързване на светодиодите се причинява от два фактора.
1. Вътрешната квантова ефективност не е висока, тоест, когато електроните и дупките се рекомбинират, фотоните не могат да бъдат генерирани 100%, което обикновено се нарича "изтичане на ток", което намалява скоростта на рекомбинация на носителите в PN областта.Токът на утечка, умножен по напрежението, е мощността на тази част, която се преобразува в топлинна енергия, но тази част не отчита основния компонент, тъй като ефективността на вътрешния фотон сега е близо до 90%.
2. Генерираните вътре фотони не могат да бъдат излъчени навън от чипа и накрая да се превърнат в топлина.Тази част е основната част, тъй като текущата квантова ефективност, наречена външна, е само около 30% и по-голямата част от нея се превръща в топлина.Въпреки че светлинната ефективност на лампата с нажежаема жичка е много ниска, само около 15lm/W, тя преобразува почти цялата електрическа енергия в светлинна енергия и я излъчва.Тъй като по-голямата част от лъчистата енергия е инфрачервена, светлинната ефективност е много ниска, но елиминира проблема с охлаждането.Сега все повече и повече хора обръщат внимание на разсейването на топлината на светодиодите.Това е така, защото затихването на светлината или животът на светодиода е пряко свързан с температурата на свързване.
Приложение с бяла LED светлина с висока мощност и решения за разсейване на топлината от LED чипове
Днес LED продуктите с бяла светлина постепенно се използват в различни области.Хората усещат невероятното удоволствие, донесено от мощната LED бяла светлина и също се тревожат за различни практически проблеми!На първо място, от естеството на самата бяла LED светлина с висока мощност.Светодиодите с висока мощност все още страдат от лоша равномерност на излъчване на светлина, кратък живот на уплътнителните материали и особено проблемът с разсейването на топлината на LED чиповете, който е труден за решаване и не може да се възползва от очакваните предимства на приложението на белия светодиод.Второ, от пазарната цена на високомощна LED бяла светлина.Днешният светодиод с висока мощност все още е аристократичен продукт с бяла светлина, тъй като цената на продуктите с висока мощност все още е твърде висока и технологията все още трябва да се подобри, така че продуктите с бяла LED с висока мощност не могат да се използват от всеки, който иска да ги използвате.Катогъвкав LED дисплей.Нека да разгледаме свързаните с това проблеми с разсейването на топлината на LED с висока мощност.
През последните години, с усилията на експерти от индустрията, бяха предложени няколко решения за подобряване на разсейването на топлината на високомощни LED чипове:
Ⅰ.Увеличете количеството излъчвана светлина, като увеличите площта на LED чипа.
Ⅱ.Приемете пакет от няколко LED чипа с малка площ.
Ⅲ.Сменете LED опаковъчните материали и флуоресцентните материали.
И така, възможно ли е напълно да се подобри проблема с разсейването на топлината на високомощни LED продукти с бяла светлина чрез горните три метода?Всъщност е поразително!Първо, въпреки че увеличаваме площта на LED чипа, можем да получим повече светлинен поток (светлина, преминаваща през единица време). Броят на лъчите на единица площ е светлинният поток, а единицата е ml).Добър е заLED индустрия.Надяваме се да постигнем ефекта на бялата светлина, който искаме, но тъй като действителната площ е твърде голяма, има някои контрапродуктивни явления в процеса на нанасяне и структурата.
Така че наистина ли е невъзможно да се реши проблемът с разсейването на топлината на бялата светлина от LED с висока мощност?Разбира се, не е невъзможно да се разреши.С оглед на негативните проблеми, причинени от простото увеличаване на площта на чипа, производителите на LED бяла светлина са подобрили повърхността на високомощния LED чип чрез капсулиране на няколко LED чипа с малка площ според подобрението на електродната структура и флип-чипа структура за постигане на 60lm./W висок светлинен поток и ниска светлинна ефективност с високо разсейване на топлината.
Всъщност има друг метод, който може ефективно да подобри проблема с разсейването на топлината на високомощните LED чипове.Това е да се замени предишната пластмаса или плексиглас със силиконова смола за неговия бял светлинен опаковъчен материал.Подмяната на опаковъчния материал може не само да реши проблема с разсейването на топлината на LED чипа, но и да подобри живота на белия светодиод, който наистина убива два заека с един камък.Това, което искам да кажа е, че почти всички LED продукти с бяла светлина с висока мощност, като например бяла LED с висока мощност, трябва да използват силикон като материал за капсулиране.Защо сега трябва да се използва силикагел като опаковъчен материал в светодиоди с висока мощност?Тъй като силикагелът абсорбира по-малко от 1% светлина със същата дължина на вълната.Въпреки това степента на поглъщане на епоксидна смола при 400-459nm светлина е до 45% и е лесно да се причини сериозно затихване на светлината поради стареенето, причинено от дълготрайното поглъщане на тази светлина с къса дължина на вълната.
Разбира се, в реалното производство и живот ще има много проблеми като разсейването на топлината на високомощни LED чипове с бяла светлина, тъй като колкото по-широко е прилагането на високомощна LED бяла светлина, толкова по-задълбочени и трудни ще бъдат проблемите се появи!Характеристиките на LED чиповете са Изключително висока топлина се генерира в много малък обем.Топлинният капацитет на самия светодиод е много малък, така че топлината трябва да се отвежда с най-висока скорост, в противен случай ще се генерира висока температура на свързване.За да се извлече топлината от чипа колкото е възможно повече, бяха направени много подобрения в структурата на чипа на светодиода.За да се подобри разсейването на топлината на самия LED чип, основното подобрение е да се използва субстратен материал с по-добра топлопроводимост.
Мониторинг на температурата на LED лампата също може да бъде импортиран в микроконтролера
За подобрената форма на NTC мощност, ако искате да постигнете по-добър дизайн, също е сравнително прагматичен подход да извършите по-прецизен дизайн на безопасността с MCU.В проекта за разработка статусът на модула на светодиодния източник на светлина може да бъде разделен на това дали светлината е. Независимо дали е изключена или не, с преценката на програмната логика за предупреждение за температура и измерване на температурата е конструиран по-перфектен интелигентен механизъм за управление на осветлението .
Например, ако има предупреждение за температура на лампата, температурата на модула все още е в приемлив диапазон чрез измерване на температурата и може да се поддържа нормалният начин за естествено разсейване на работната температура през радиатора.И когато предупреждението информира, че измерената температура е достигнала бенчмарка за прилагане на активен охлаждащ механизъм, MCU трябва да контролира работата на охлаждащия вентилатор.По същия начин, когато температурата навлезе в зоната, контролният механизъм трябва незабавно да изключи източника на светлина и в същото време отново да потвърди температурата 60 секунди или 180 секунди след изключването на системата.Когато температурата на модула на светодиодния източник на светлина в твърдо състояние достигне нормална стойност, задвижете отново светодиодния източник на светлина и продължете да излъчва светлина.
Време на публикуване: 09 ноември 2022 г