Jak se generuje teplota přechodu LED čipu?
Důvod, proč se LED zahřívá, je ten, že přidaná elektrická energie se nepřeměňuje celá na světelnou energii, ale její část se přeměňuje na tepelnou energii.Světelná účinnost LED je v současné době pouze 100 lm/W a účinnost její elektrooptické konverze je pouze asi 20~30%.To znamená, že asi 70 % elektrické energie se přemění na tepelnou energii.
Konkrétně je generování teploty přechodu LED způsobeno dvěma faktory.
1. Vnitřní kvantová účinnost není vysoká, to znamená, že při rekombinaci elektronů a děr nelze 100% generovat fotony, což se obvykle označuje jako „proudový únik“, což snižuje rychlost rekombinace nosičů v oblasti PN.Unikající proud vynásobený napětím je výkon této části, který se přeměňuje na tepelnou energii, ale tato část nezohledňuje hlavní složku, protože vnitřní účinnost fotonů se nyní blíží 90 %.
2. Fotony generované uvnitř nemohou být všechny emitovány na vnější stranu čipu a nakonec přeměněny na teplo.Tato část je hlavní částí, protože současná kvantová účinnost nazývaná externí je jen asi 30 % a většina se přeměňuje na teplo.Přestože je světelná účinnost žárovky velmi nízká, pouze asi 15 lm/W, přemění téměř veškerou elektrickou energii na světelnou energii a vyzáří ji.Protože většina vyzařované energie je infračervená, je světelná účinnost velmi nízká, ale odstraňuje problém s chlazením.Nyní stále více lidí věnuje pozornost rozptylu tepla LED.Je to proto, že rozpad světla nebo životnost LED přímo souvisí s teplotou jejího přechodu.
Vysoce výkonná aplikace LED bílého světla a řešení pro odvod tepla LED čipem
Produkty LED s bílým světlem se dnes postupně zavádějí v různých oblastech.Lidé pociťují úžasné potěšení, které přináší vysoce výkonné bílé světlo LED, a také se obávají různých praktických problémů!Za prvé, z podstaty samotného vysoce výkonného LED bílého světla.Vysoce výkonné LED stále trpí špatnou rovnoměrností vyzařování světla, krátkou životností těsnících materiálů a zejména obtížně řešitelným problémem odvodu tepla LED čipů, který nedokáže využít očekávané aplikační výhody bílé LED.Za druhé, z tržní ceny vysoce výkonného LED bílého světla.Dnešní vysoce výkonné LED jsou stále aristokratickým produktem s bílým světlem, protože cena vysoce výkonných produktů je stále příliš vysoká a technologii je třeba stále zlepšovat, takže vysoce výkonné bílé LED produkty nemůže používat nikdo, kdo chce používat je.Jakoflexibilní LED displej.Pojďme si rozebrat související problémy s vysokým výkonem LED rozptylu tepla.
V posledních letech bylo s úsilím odborníků z oboru navrženo několik vylepšení pro odvod tepla vysoce výkonných LED čipů:
Ⅰ.Zvyšte množství vyzařovaného světla zvětšením plochy LED čipu.
Ⅱ.Přijměte balíček několika maloplošných LED čipů.
Ⅲ.Vyměňte LED obalové materiály a fluorescenční materiály.
Je tedy možné úplně zlepšit problém rozptylu tepla u vysoce výkonných LED produktů s bílým světlem pomocí výše uvedených tří metod?Ve skutečnosti je to zarážející!Za prvé, i když zvětšíme plochu LED čipu, můžeme získat více světelného toku (světlo procházející jednotkou času) Počet paprsků na jednotku plochy je světelný tok a jednotkou je ml).Je to dobré proLED průmysl.Doufáme, že dosáhneme požadovaného efektu bílého světla, ale protože skutečná plocha je příliš velká, dochází k některým kontraproduktivním jevům v procesu aplikace a struktuře.
Je tedy opravdu nemožné vyřešit problém vysokovýkonného LED rozptylu tepla bílého světla?Samozřejmě to není nemožné vyřešit.Vzhledem k negativním problémům způsobeným prostým zvětšením plochy čipu vylepšili výrobci LED bílého světla povrch vysoce výkonného LED čipu zapouzdřením několika maloplošných LED čipů v souladu se zlepšením struktury elektrod a flip-chipu. struktura pro dosažení 60lm./W vysoký světelný tok a nízká světelná účinnost s vysokým odvodem tepla.
Ve skutečnosti existuje další metoda, která může účinně zlepšit problém rozptylu tepla vysoce výkonných LED čipů.To znamená nahradit předchozí plast nebo plexisklo silikonovou pryskyřicí jako obalový materiál pro bílé světlo.Výměna obalového materiálu může nejen vyřešit problém s odvodem tepla LED čipu, ale také zlepšit životnost bílé LED, která skutečně zabíjí dvě mouchy jednou ranou.Chci říci, že téměř všechny vysoce výkonné LED produkty s bílým světlem, jako je vysoce výkonné bílé světlo LED, by měly jako materiál zapouzdření používat silikon.Proč se nyní musí silikagel používat jako obalový materiál ve vysoce výkonných LED?Silikagel totiž absorbuje méně než 1 % světla stejné vlnové délky.Míra absorpce epoxidové pryskyřice vůči světlu 400-459nm je však až 45% a je snadné způsobit vážný rozpad světla v důsledku stárnutí způsobeného dlouhodobou absorpcí tohoto krátkovlnného světla.
Samozřejmě, že ve skutečné výrobě a životě bude mnoho problémů, jako je rozptyl tepla vysoce výkonných LED bílých čipů, protože čím rozsáhlejší bude použití vysoce výkonného LED bílého světla, tím hlubší a složitější problémy budou objevit!Vlastnosti LED čipů jsou Extrémně vysoké teplo vzniká ve velmi malém objemu.Tepelná kapacita samotné LED je velmi malá, takže teplo musí být odváděno nejvyšší rychlostí, jinak bude generována vysoká teplota přechodu.Aby se teplo z čipu co nejvíce odvedlo, byla provedena řada vylepšení na struktuře čipu LED.Pro zlepšení odvodu tepla samotného LED čipu je hlavním vylepšením použití substrátu s lepší tepelnou vodivostí.
Monitorování teploty LED lampy lze také importovat do mikrokontroléru
Pro vylepšenou formu napájení NTC, pokud chcete dosáhnout lepšího návrhu, je také relativně pragmatický přístup provést přesnější bezpečnostní návrh s MCU.Ve vývojovém projektu lze stav modulu LED světelného zdroje rozdělit na to, zda je světlo Zda je vypnuté nebo ne, s logickým posouzením programové výstrahy teploty a měření teploty je zkonstruován dokonalejší mechanismus inteligentního řízení osvětlení .
Pokud se například zobrazí varování před teplotou lampy, teplota modulu je stále v přijatelném rozsahu měřením teploty a lze udržovat normální způsob, aby se provozní teplota přirozeně rozptýlila přes chladič.A když varování informuje, že naměřená teplota dosáhla referenční hodnoty pro implementaci aktivního chladicího mechanismu, MCU musí řídit činnost chladicího ventilátoru.Podobně, když teplota vstoupí do zóny, ovládací mechanismus by měl okamžitě vypnout světelný zdroj a současně znovu potvrdit teplotu 60 sekund nebo 180 sekund po vypnutí systému.Když teplota modulu polovodičového světelného zdroje LED dosáhne normální hodnoty, znovu zapněte světelný zdroj LED a pokračujte ve vyzařování světla.
Čas odeslání: List-09-2022