Como se xera a temperatura de unión do chip LED?
O motivo polo que o LED se quenta é porque a enerxía eléctrica engadida non se converte toda en enerxía luminosa, senón que unha parte dela convértese en enerxía térmica.A eficiencia luminosa do LED é actualmente de só 100 lm/W e a súa eficiencia de conversión electro-óptica é de só un 20 ~ 30%.É dicir, preto do 70% da enerxía eléctrica transfórmase en enerxía térmica.
En concreto, a xeración de temperatura de unión LED é causada por dous factores.
1. A eficiencia cuántica interna non é alta, é dicir, cando se recombinan electróns e buratos, non se poden xerar fotóns ao 100%, o que normalmente se denomina "fuga de corrente", o que reduce a taxa de recombinación dos portadores na rexión PN.A corrente de fuga multiplicada pola tensión é a potencia desta parte, que se converte en enerxía térmica, pero esta parte non ten en conta o compoñente principal, porque a eficiencia do fotón interno está agora preto do 90%.
2.Os fotóns xerados no interior non se poden emitir todos ao exterior do chip e, finalmente, converterse en calor.Esta parte é a parte principal, porque a eficiencia cuántica actual chamada externa é de só un 30%, e a maior parte convértese en calor.Aínda que a eficiencia luminosa da lámpada incandescente é moi baixa, só uns 15 lm/W, converte case toda a enerxía eléctrica en enerxía luminosa e irradia.Debido a que a maior parte da enerxía radiante é infravermella, a eficiencia luminosa é moi baixa, pero elimina o problema de arrefriamento.Agora cada vez máis persoas prestan atención á disipación de calor do LED.Isto débese a que a decadencia da luz ou a vida útil do LED está directamente relacionada coa súa temperatura de unión.
Aplicación de luz branca LED de alta potencia e solucións de disipación de calor con chip LED
Hoxe, os produtos de luz branca LED estanse a utilizar gradualmente en varios campos.A xente sente o incrible pracer que ofrece a luz branca LED de alta potencia e tamén está preocupada por varios problemas prácticos.En primeiro lugar, pola natureza da propia luz branca LED de alta potencia.Os LED de alta potencia aínda sofren unha escasa uniformidade da emisión de luz, a curta vida útil dos materiais de selado e, especialmente, o problema da disipación da calor dos chips LED, que é difícil de resolver e non pode aproveitar as vantaxes de aplicación esperadas do LED branco.En segundo lugar, a partir do prezo de mercado da luz branca LED de alta potencia.O LED de alta potencia de hoxe segue sendo un produto de luz branca aristocrática, porque o prezo dos produtos de alta potencia aínda é demasiado alto e aínda hai que mellorar a tecnoloxía, polo que os produtos LED brancos de alta potencia non poden ser usados por ninguén que queira. para usalos.Tales comopantalla LED flexible.Desglosamos os problemas relacionados coa disipación de calor LED de alta potencia.
Nos últimos anos, cos esforzos de expertos da industria, propuxéronse varias solucións de mellora para a disipación de calor dos chips LED de alta potencia:
Ⅰ.Aumenta a cantidade de luz emitida aumentando a área do chip LED.
Ⅱ.Adopte un paquete de varios chips LED de área pequena.
Ⅲ.Cambia os materiais de embalaxe LED e os materiais fluorescentes.
Entón, é posible mellorar completamente o problema de disipación de calor dos produtos de luz branca LED de alta potencia a través dos tres métodos anteriores?De feito, é rechamante!En primeiro lugar, aínda que aumentamos a área do chip LED, podemos obter máis fluxo luminoso (a luz que pasa por unha unidade de tempo) O número de raios por unidade de superficie é o fluxo luminoso, e a unidade é ml).É bo paraindustria LED.Esperamos conseguir o efecto de luz branca que queremos, pero debido a que a área real é demasiado grande, hai algúns fenómenos contraproducentes no proceso de aplicación e estrutura.
Entón, é realmente imposible resolver o problema da disipación de calor da luz branca LED de alta potencia?Por suposto, non é imposible de resolver.Tendo en conta os problemas negativos causados polo simple aumento da área do chip, os fabricantes de luz branca LED melloraron a superficie do chip LED de alta potencia encapsulando varios chips LED de área pequena segundo a mellora da estrutura do electrodo e do chip flip-chip. estrutura para acadar 60lm./W alto fluxo luminoso e baixa eficiencia luminosa con alta disipación de calor.
De feito, hai outro método que pode mellorar eficazmente o problema de disipación de calor dos chips LED de alta potencia.É dicir, substituír o plástico ou plexiglás anterior por resina de silicona polo seu material de embalaxe de luz branca.A substitución do material de embalaxe non só pode resolver o problema de disipación de calor do chip LED, senón tamén mellorar a vida útil do LED branco, o que realmente está a matar dous paxaros dun tiro.O que quero dicir é que case todos os produtos LED de luz branca de alta potencia, como a luz branca LED de alta potencia, deben usar silicona como material de encapsulamento.Por que se debe usar agora o xel de sílice como material de embalaxe en LED de alta potencia?Porque o xel de sílice absorbe menos do 1% da luz da mesma lonxitude de onda.Non obstante, a taxa de absorción da resina epoxi a 400-459 nm de luz é de ata o 45%, e é fácil provocar unha grave degradación da luz debido ao envellecemento causado pola absorción a longo prazo desta luz de lonxitude de onda curta.
Por suposto, na produción e na vida real, haberá moitos problemas, como a disipación de calor dos chips de luz branca LED de alta potencia, porque canto máis ampla sexa a aplicación de luz branca LED de alta potencia, máis problemas serán profundos e difíciles. aparecer!As características dos chips LED son A calor extremadamente alta é xerada nun volume moi pequeno.A capacidade de calor do propio LED é moi pequena, polo que a calor debe ser conducida á velocidade máis rápida, se non, xerarase unha alta temperatura de unión.Para extraer a calor do chip o máximo posible, realizáronse moitas melloras na estrutura do chip do LED.Para mellorar a disipación de calor do propio chip LED, a principal mellora é utilizar un material de substrato con mellor condutividade térmica.
A monitorización da temperatura da lámpada LED tamén se pode importar ao microcontrolador
Para a forma mellorada de potencia NTC, se queres conseguir un deseño mellor, tamén é un enfoque relativamente pragmático para levar a cabo un deseño de seguridade máis preciso cun MCU.No proxecto de desenvolvemento, o estado do módulo de fonte de luz LED pódese dividir en se a luz está apagada ou non, co xuízo lóxico do programa de aviso de temperatura e medición de temperatura, constrúese un mecanismo de xestión de iluminación intelixente máis perfecto. .
Por exemplo, se hai un aviso de temperatura da lámpada, a temperatura do módulo aínda está dentro dun rango aceptable mediante a medición da temperatura e pódese manter o xeito normal para disipar de forma natural a temperatura de funcionamento a través do disipador de calor.E cando o aviso informa de que a temperatura medida alcanzou o punto de referencia para implementar un mecanismo de refrixeración activo, a MCU debe controlar o funcionamento do ventilador de refrixeración.Do mesmo xeito, cando a temperatura entra na zona, o mecanismo de control debe apagar inmediatamente a fonte de luz e, ao mesmo tempo, confirmar a temperatura de novo 60 segundos ou 180 segundos despois de que se apague o sistema.Cando a temperatura do módulo de fonte de luz LED de estado sólido alcance un valor normal, volva conducir a fonte de luz LED e continúe emitindo luz.
Hora de publicación: 09-nov-2022