دمای اتصال تراشه LED چگونه ایجاد می شود؟
دلیل گرم شدن LED این است که انرژی الکتریکی اضافه شده همه به انرژی نور تبدیل نمی شود، بلکه بخشی از آن به انرژی گرمایی تبدیل می شود.راندمان نور LED در حال حاضر تنها 100lm/W است و بازده تبدیل الکترواپتیکال آن تنها حدود 20 تا 30 درصد است.یعنی حدود 70 درصد انرژی الکتریکی به انرژی گرمایی تبدیل می شود.
به طور خاص، تولید دمای اتصال LED توسط دو عامل ایجاد می شود.
1. راندمان کوانتومی داخلی زیاد نیست، یعنی زمانی که الکترون ها و حفره ها دوباره ترکیب می شوند، فوتون ها نمی توانند 100% تولید شوند که معمولاً به آن "نشت جریان" می گویند، که نرخ نوترکیبی حامل ها را در ناحیه PN کاهش می دهد.جریان نشتی ضرب در ولتاژ توان این قطعه است که به انرژی گرمایی تبدیل می شود، اما این قطعه جزء اصلی را در نظر نمی گیرد، زیرا راندمان فوتون داخلی اکنون نزدیک به 90 درصد است.
2. فوتون های تولید شده در داخل نمی توانند همه به بیرون تراشه گسیل شوند و در نهایت به گرما تبدیل شوند.این قسمت قسمت اصلی است، زیرا راندمان کوانتومی فعلی به نام خارجی تنها حدود 30 درصد است و بیشتر آن به گرما تبدیل می شود.اگرچه راندمان نوری لامپ رشته ای بسیار کم است، فقط حدود 15lm/W، اما تقریباً تمام انرژی الکتریکی را به انرژی نور تبدیل می کند و آن را به بیرون پرتاب می کند.از آنجایی که بیشتر انرژی تابشی مادون قرمز است، بازده نوری بسیار پایین است، اما مشکل خنک کننده را از بین می برد.اکنون افراد بیشتری به اتلاف گرمای LED توجه می کنند.این به این دلیل است که پوسیدگی نور یا عمر LED ارتباط مستقیمی با دمای محل اتصال آن دارد.
کاربرد نور سفید LED با قدرت بالا و راه حل های اتلاف حرارت تراشه LED
امروزه محصولات نور سفید LED به تدریج در زمینه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند.مردم لذت شگفت انگیزی که نور سفید LED پرقدرت به ارمغان می آورد را احساس می کنند و همچنین نگران مشکلات مختلف عملی هستند!اول از همه، از ماهیت نور سفید LED پرقدرت خود.LED پرقدرت همچنان از یکنواختی ضعیف انتشار نور، طول عمر کوتاه مواد آب بندی و به خصوص مشکل اتلاف حرارت تراشه های LED رنج می برد که حل آن دشوار است و نمی تواند از مزایای کاربرد مورد انتظار LED سفید استفاده کند.در مرحله دوم، از قیمت بازار نور سفید LED پرقدرت.LED پرقدرت امروزی هنوز یک محصول نور سفید اشرافی است، زیرا قیمت محصولات پرقدرت هنوز بسیار بالا است و فناوری هنوز باید بهبود یابد، بنابراین محصولات LED سفید با قدرت بالا نمی توانند توسط هر کسی که می خواهد استفاده کند. برای استفاده از آنهامانندصفحه نمایش LED انعطاف پذیر.بیایید مشکلات مربوط به اتلاف حرارت LED پرقدرت را بررسی کنیم.
در سال‌های اخیر با تلاش متخصصان صنعت راه‌حل‌های بهبودی متعددی برای اتلاف حرارت تراشه‌های LED پرقدرت ارائه شده است:
Ⅰ.با افزایش مساحت تراشه LED میزان نور ساطع شده را افزایش دهید.
Ⅱ.بسته چند تراشه LED با مساحت کوچک را بپذیرید.
Ⅲ.مواد بسته بندی LED و مواد فلورسنت را تغییر دهید.
بنابراین آیا می توان مشکل اتلاف حرارت محصولات نور سفید LED پرقدرت را از طریق سه روش فوق به طور کامل بهبود بخشید؟در واقع چشمگیر است!اول از همه، اگر چه ما مساحت تراشه LED را افزایش می دهیم، می توانیم شار نور بیشتری به دست آوریم (نور عبوری از یک واحد زمان) تعداد پرتوها در واحد سطح شار نور است و واحد میلی لیتر است.برای آن خوب استصنعت LED.ما امیدواریم که به جلوه نور سفیدی که می‌خواهیم دست پیدا کنیم، اما از آنجایی که منطقه واقعی بیش از حد بزرگ است، برخی از پدیده‌های معکوس در فرآیند و ساختار کاربرد وجود دارد.
بنابراین آیا واقعاً حل مشکل اتلاف حرارت نور سفید LED پرقدرت غیرممکن است؟البته حل آن غیرممکن نیست.با توجه به مشکلات منفی ناشی از افزایش سطح تراشه، تولید کنندگان نور سفید LED سطح تراشه LED پرقدرت را با کپسوله کردن چندین تراشه LED با مساحت کوچک با توجه به بهبود ساختار الکترود و تراشه فلیپ، بهبود بخشیده اند. ساختار برای رسیدن به 60lm./W شار نوری بالا و راندمان نوری کم با اتلاف حرارت بالا.
در واقع روش دیگری وجود دارد که می تواند به طور موثر مشکل اتلاف حرارت تراشه های LED پرقدرت را بهبود بخشد.یعنی پلاستیک یا پلکسی قبلی را با رزین سیلیکونی برای مواد بسته بندی نور سفید آن جایگزین کنید.جایگزینی مواد بسته بندی نه تنها می تواند مشکل اتلاف حرارت تراشه LED را حل کند، بلکه باعث بهبود عمر LED سفید نیز می شود که واقعاً دو پرنده را با یک سنگ می کشد.چیزی که می‌خواهم بگویم این است که تقریباً تمام محصولات LED نور سفید با قدرت بالا مانند نور سفید LED با قدرت بالا باید از سیلیکون به عنوان ماده کپسوله استفاده کنند.چرا در حال حاضر باید سیلیکاژل به عنوان ماده بسته بندی در LED پرقدرت استفاده شود؟زیرا سیلیکاژل کمتر از 1% نور با طول موج مشابه را جذب می کند.با این حال، نرخ جذب رزین اپوکسی به نور 400-459 نانومتر به 45٪ می رسد و به راحتی می توان به دلیل پیری ناشی از جذب طولانی مدت این نور با طول موج کوتاه، پوسیدگی جدی نور ایجاد کرد.
البته در تولید و عمر واقعی، مشکلات زیادی مانند اتلاف حرارت تراشه‌های نور سفید LED پرقدرت وجود خواهد داشت، زیرا هر چه کاربرد نور سفید LED پرقدرت بیشتر باشد، مشکلات عمیق‌تر و دشوارتر خواهد بود. به نظر می رسد!از ویژگی های تراشه های LED این است که حرارت بسیار بالا در حجم بسیار کمی تولید می شود.ظرفیت گرمایی خود LED بسیار کم است، بنابراین گرما باید با سریع ترین سرعت انجام شود، در غیر این صورت دمای اتصال بالا ایجاد می شود.به منظور خروج هر چه بیشتر گرما از تراشه، بهبودهای زیادی در ساختار تراشه LED انجام شده است.به منظور بهبود اتلاف گرمای خود تراشه LED، بهبود اصلی استفاده از یک ماده بستر با هدایت حرارتی بهتر است.
نظارت بر دمای لامپ LED نیز می تواند به میکروکنترلر وارد شود
برای شکل بهبودیافته قدرت NTC، اگر می‌خواهید به طراحی بهتری دست یابید، انجام یک طراحی ایمنی دقیق‌تر با MCU نیز یک رویکرد نسبتا عملی است.در پروژه توسعه، وضعیت ماژول منبع نور LED را می توان به این تقسیم کرد که آیا نور خاموش است یا خیر، با قضاوت منطقی برنامه هشدار دما و اندازه گیری دما، مکانیزم مدیریت روشنایی هوشمند کامل تری ساخته می شود. .
به عنوان مثال، اگر یک هشدار دمای لامپ وجود داشته باشد، دمای ماژول هنوز از طریق اندازه‌گیری دما در محدوده قابل قبولی قرار دارد و می‌توان روش معمولی را حفظ کرد تا به طور طبیعی دمای کار از طریق هیت سینک تلف شود.و هنگامی که اخطار اعلام می کند که دمای اندازه گیری شده به معیار اجرای مکانیزم خنک کننده فعال رسیده است، MCU باید عملکرد فن خنک کننده را کنترل کند.به طور مشابه، هنگامی که دما وارد منطقه می شود، مکانیسم کنترل باید بلافاصله منبع نور را خاموش کند و در همان زمان 60 ثانیه یا 180 ثانیه پس از خاموش شدن سیستم، دوباره دما را تأیید کند.هنگامی که دمای ماژول منبع نور LED حالت جامد به مقدار نرمال رسید، منبع نور LED را دوباره هدایت کنید و به انتشار نور ادامه دهید.
زمان ارسال: نوامبر-09-2022