Wie wird die Sperrschichttemperatur des LED-Chips erzeugt?
Die Erwärmung der LED liegt daran, dass die zugeführte elektrische Energie nicht vollständig in Lichtenergie, sondern teilweise in Wärmeenergie umgewandelt wird.Die Lichtausbeute von LEDs beträgt derzeit nur 100 lm/W und ihre elektrooptische Umwandlungseffizienz beträgt nur etwa 20 bis 30 %.Das heißt, etwa 70 % der elektrischen Energie wird in Wärmeenergie umgewandelt.
Insbesondere wird die Erzeugung der LED-Sperrschichttemperatur durch zwei Faktoren verursacht.
1. Die interne Quanteneffizienz ist nicht hoch, das heißt, wenn Elektronen und Löcher rekombiniert werden, können Photonen nicht zu 100 % erzeugt werden, was üblicherweise als "Stromleckage" bezeichnet wird, was die Rekombinationsrate von Ladungsträgern im PN-Bereich verringert.Der Leckstrom multipliziert mit der Spannung ist die Leistung dieses Teils, die in Wärmeenergie umgewandelt wird, aber dieser Teil macht nicht die Hauptkomponente aus, weil die interne Photoneneffizienz jetzt fast 90% beträgt.
2.Die im Inneren erzeugten Photonen können nicht alle an die Außenseite des Chips abgegeben und schließlich in Wärme umgewandelt werden.Dieser Teil ist der Hauptteil, da die als extern bezeichnete aktuelle Quanteneffizienz nur etwa 30% beträgt und das meiste davon in Wärme umgewandelt wird.Obwohl die Lichtausbeute der Glühlampe sehr gering ist, nur etwa 15lm/W, wandelt sie fast die gesamte elektrische Energie in Lichtenergie um und strahlt diese ab.Da die meiste Strahlungsenergie Infrarot ist, ist die Lichtausbeute sehr gering, aber es beseitigt das Kühlproblem.Jetzt achten immer mehr Menschen auf die Wärmeableitung von LED.Dies liegt daran, dass der Lichtabfall oder die Lebensdauer einer LED in direktem Zusammenhang mit ihrer Sperrschichttemperatur steht.
Hochleistungs-LED-Weißlichtanwendung und Wärmeableitungslösungen für LED-Chips
Heutzutage werden LED-Weißlichtprodukte nach und nach in verschiedenen Bereichen eingesetzt.Die Menschen spüren die erstaunliche Freude, die das weiße Hochleistungs-LED-Licht mit sich bringt, und machen sich auch Sorgen über verschiedene praktische Probleme!Zunächst einmal von der Natur des Hochleistungs-LED-Weißlichts selbst.Hochleistungs-LED leiden immer noch unter einer schlechten Gleichmäßigkeit der Lichtemission, einer kurzen Lebensdauer von Dichtungsmaterialien und insbesondere dem schwierig zu lösenden Problem der Wärmeableitung von LED-Chips und können die erwarteten Anwendungsvorteile von weißen LEDs nicht nutzen.Zweitens aus dem Marktpreis von High-Power-LED-Weißlicht.Die heutige Hochleistungs-LED ist immer noch ein aristokratisches Weißlichtprodukt, da der Preis für Hochleistungsprodukte immer noch zu hoch ist und die Technologie noch verbessert werden muss, sodass weiße Hochleistungs-LED-Produkte nicht von jedem verwendet werden können, der möchte sie zu benutzen.Wie zum Beispielflexibles LED-Display.Lassen Sie uns die damit verbundenen Probleme der Wärmeableitung von Hochleistungs-LEDs aufschlüsseln.
In den letzten Jahren wurden mit den Bemühungen von Branchenexperten mehrere Verbesserungslösungen für die Wärmeableitung von Hochleistungs-LED-Chips vorgeschlagen:
Ⅰ.Erhöhen Sie die emittierte Lichtmenge, indem Sie die Fläche des LED-Chips vergrößern.
Ⅱ.Nehmen Sie ein Paket aus mehreren kleinflächigen LED-Chips an.
Ⅲ.Ändern Sie LED-Verpackungsmaterialien und fluoreszierende Materialien.
Ist es also möglich, das Wärmeableitungsproblem von Hochleistungs-LED-Weißlichtprodukten durch die oben genannten drei Methoden vollständig zu verbessern?In der Tat ist es auffällig!Zunächst einmal können wir, obwohl wir die Fläche des LED-Chips vergrößern, mehr Lichtstrom erhalten (Licht, das durch eine Zeiteinheit geht). Die Anzahl der Strahlen pro Flächeneinheit ist der Lichtstrom, und die Einheit ist ml).Es ist gut fürLED-Industrie.Wir hoffen, den gewünschten Weißlichteffekt zu erzielen, aber da die tatsächliche Fläche zu groß ist, gibt es einige kontraproduktive Phänomene im Auftragsprozess und -aufbau.
Ist es also wirklich unmöglich, das Problem der Wärmeableitung von Hochleistungs-LED-Weißlicht zu lösen?Natürlich ist es nicht unmöglich zu lösen.Angesichts der negativen Probleme, die durch einfaches Vergrößern der Chipfläche verursacht werden, haben Hersteller von LED-Weißlicht die Oberfläche des Hochleistungs-LED-Chips verbessert, indem mehrere kleinflächige LED-Chips entsprechend der Verbesserung der Elektrodenstruktur und des Flip-Chips eingekapselt wurden Struktur, um 60lm zu erreichen./W hoher Lichtstrom und geringe Lichtausbeute bei hoher Wärmeableitung.
Tatsächlich gibt es ein weiteres Verfahren, das das Wärmeableitungsproblem von Hochleistungs-LED-Chips effektiv verbessern kann.Das soll den bisherigen Kunststoff oder Plexiglas durch Silikonharz für sein Weißlicht-Verpackungsmaterial ersetzen.Das Ersetzen des Verpackungsmaterials kann nicht nur das Wärmeableitungsproblem des LED-Chips lösen, sondern auch die Lebensdauer der weißen LED verbessern, was wirklich zwei Fliegen mit einer Klappe schlägt.Was ich sagen möchte, ist, dass fast alle Hochleistungs-Weißlicht-LED-Produkte wie Hochleistungs-LED-Weißlicht Silikon als Verkapselungsmaterial verwenden sollten.Warum muss in Hochleistungs-LEDs jetzt Kieselgel als Verpackungsmaterial verwendet werden?Denn Kieselgel absorbiert weniger als 1 % des Lichts der gleichen Wellenlänge.Die Absorptionsrate von Epoxidharz für Licht von 400–459 nm beträgt jedoch bis zu 45 %, und aufgrund der durch die Langzeitabsorption dieses kurzwelligen Lichts verursachten Alterung kann es leicht zu einem ernsthaften Lichtabfall kommen.
Natürlich wird es in der tatsächlichen Produktion und im Leben viele Probleme geben, wie z. B. die Wärmeableitung von Hochleistungs-LED-Weißlichtchips, denn je umfangreicher die Anwendung von Hochleistungs-LED-Weißlicht ist, desto tiefgreifender und schwieriger werden die Probleme erscheinen!Die Eigenschaften von LED-Chips sind: Auf kleinstem Raum wird extrem viel Wärme erzeugt.Die Wärmekapazität der LED selbst ist sehr gering, daher muss die Wärme so schnell wie möglich abgeführt werden, da sonst eine hohe Sperrschichttemperatur erzeugt wird.Um die Wärme so weit wie möglich aus dem Chip zu ziehen, wurden viele Verbesserungen an der Chipstruktur der LED vorgenommen.Um die Wärmeableitung des LED-Chips selbst zu verbessern, besteht die Hauptverbesserung darin, ein Substratmaterial mit besserer Wärmeleitfähigkeit zu verwenden.
Die Überwachung der LED-Lampentemperatur kann auch in den Mikrocontroller importiert werden
Für die verbesserte Form der NTC-Leistung ist es, wenn man ein besseres Design erreichen möchte, auch ein relativ pragmatischer Ansatz, ein präziseres Sicherheitsdesign mit einer MCU durchzuführen.Im Entwicklungsprojekt kann der Status des LED-Lichtquellenmoduls unterteilt werden in ob das Licht ausgeschaltet ist oder nicht, mit der programmlogischen Beurteilung der Temperaturwarnung und Temperaturmessung wird ein perfekterer intelligenter Lichtmanagementmechanismus konstruiert .
Wenn beispielsweise eine Lampentemperaturwarnung vorliegt, ist die Temperatur des Moduls durch Temperaturmessung immer noch innerhalb eines akzeptablen Bereichs, und der normale Weg kann beibehalten werden, um die Betriebstemperatur auf natürliche Weise durch den Kühlkörper abzuführen.Und wenn die Warnung darüber informiert, dass die gemessene Temperatur den Richtwert für die Implementierung eines aktiven Kühlmechanismus erreicht hat, muss die MCU den Betrieb des Kühlgebläses steuern.Wenn die Temperatur in die Zone eintritt, sollte der Steuermechanismus in ähnlicher Weise die Lichtquelle sofort ausschalten und gleichzeitig die Temperatur 60 Sekunden oder 180 Sekunden nach dem Ausschalten des Systems erneut bestätigen.Wenn die Temperatur des LED-Festkörperlichtquellenmoduls einen normalen Wert erreicht, treiben Sie die LED-Lichtquelle erneut an und emittieren Sie weiter Licht.
Postzeit: 09.11.2022