Come viene generata la temperatura di giunzione del chip LED?
Il motivo per cui il LED si riscalda è perché l'energia elettrica aggiunta non viene tutta convertita in energia luminosa, ma una parte di essa viene convertita in energia termica.L'efficienza luminosa del LED è attualmente di soli 100 lm/W e la sua efficienza di conversione elettro-ottica è solo del 20~30% circa.Vale a dire, circa il 70% dell'energia elettrica viene trasformata in energia termica.
Nello specifico, la generazione della temperatura di giunzione dei LED è causata da due fattori.
1. L'efficienza quantica interna non è elevata, ovvero, quando gli elettroni e le lacune vengono ricombinati, i fotoni non possono essere generati al 100%, che di solito viene definita "dispersione di corrente", che riduce il tasso di ricombinazione dei portatori nella regione PN.La corrente di dispersione moltiplicata per la tensione è la potenza di questa parte, che viene convertita in energia termica, ma questa parte non tiene conto della componente principale, perché l'efficienza del fotone interno è ora vicina al 90%.
2.I fotoni generati all'interno non possono essere tutti emessi all'esterno del chip e infine convertiti in calore.Questa parte è la parte principale, perché l'attuale efficienza quantistica chiamata esterna è solo del 30% circa e la maggior parte viene convertita in calore.Sebbene l'efficienza luminosa della lampada a incandescenza sia molto bassa, solo circa 15 lm/W, essa converte quasi tutta l'energia elettrica in energia luminosa e la irradia.Poiché la maggior parte dell'energia radiante è infrarossa, l'efficienza luminosa è molto bassa, ma elimina il problema del raffreddamento.Ora sempre più persone prestano attenzione alla dissipazione del calore dei LED.Questo perché il decadimento della luce o la durata del LED è direttamente correlata alla sua temperatura di giunzione.
Applicazione di luce bianca a LED ad alta potenza e soluzioni di dissipazione del calore del chip LED
Oggi, i prodotti a luce bianca a LED vengono gradualmente utilizzati in vari campi.Le persone sentono l'incredibile piacere portato dalla luce bianca LED ad alta potenza e sono anche preoccupate per vari problemi pratici!Prima di tutto, dalla natura stessa della luce bianca LED ad alta potenza.I LED ad alta potenza soffrono ancora della scarsa uniformità dell'emissione luminosa, della breve durata dei materiali di tenuta e soprattutto del problema della dissipazione del calore dei chip LED, che è difficile da risolvere e non può sfruttare i vantaggi applicativi previsti del LED bianco.In secondo luogo, dal prezzo di mercato della luce bianca LED ad alta potenza.Il LED ad alta potenza di oggi è ancora un prodotto aristocratico a luce bianca, perché il prezzo dei prodotti ad alta potenza è ancora troppo alto e la tecnologia deve ancora essere migliorata, quindi i prodotti LED bianchi ad alta potenza non possono essere utilizzati da chiunque lo desideri per usarli.Ad esempiodisplay a LED flessibile.Analizziamo i problemi correlati alla dissipazione del calore dei LED ad alta potenza.
Negli ultimi anni, con l'impegno di esperti del settore, sono state proposte diverse soluzioni migliorative per la dissipazione del calore dei chip LED ad alta potenza:
Ⅰ.Aumenta la quantità di luce emessa aumentando l'area del chip LED.
Ⅱ.Adotta un pacchetto di diversi chip LED di piccole dimensioni.
Ⅲ.Cambia i materiali di imballaggio dei LED e i materiali fluorescenti.
Quindi è possibile migliorare completamente il problema della dissipazione del calore dei prodotti a luce bianca a LED ad alta potenza attraverso i tre metodi di cui sopra?In effetti, è impressionante!Innanzitutto, sebbene aumentiamo l'area del chip LED, possiamo ottenere più flusso luminoso (luce che passa attraverso un'unità di tempo) Il numero di raggi per unità di area è il flusso luminoso e l'unità è ml).È buono perIndustria LED.Speriamo di ottenere l'effetto di luce bianca che desideriamo, ma poiché l'area effettiva è troppo grande, ci sono alcuni fenomeni controproducenti nel processo e nella struttura dell'applicazione.
Quindi è davvero impossibile risolvere il problema della dissipazione del calore della luce bianca dei LED ad alta potenza?Certo, non è impossibile da risolvere.In considerazione dei problemi negativi causati dal semplice aumento dell'area del chip, i produttori di luce bianca a LED hanno migliorato la superficie del chip LED ad alta potenza incapsulando diversi chip LED di piccola area in base al miglioramento della struttura dell'elettrodo e del flip-chip struttura per raggiungere 60lm./W alto flusso luminoso e basso rendimento luminoso con elevata dissipazione del calore.
In effetti, esiste un altro metodo che può migliorare efficacemente il problema della dissipazione del calore dei chip LED ad alta potenza.Ovvero sostituire la precedente plastica o plexiglass con resina siliconica per il suo materiale da imballaggio a luce bianca.La sostituzione del materiale di imballaggio può non solo risolvere il problema della dissipazione del calore del chip LED, ma anche migliorare la durata del LED bianco, che sta davvero uccidendo due piccioni con una fava.Quello che voglio dire è che quasi tutti i prodotti LED a luce bianca ad alta potenza come la luce bianca a LED ad alta potenza dovrebbero utilizzare il silicone come materiale di incapsulamento.Perché ora il gel di silice deve essere utilizzato come materiale da imballaggio nei LED ad alta potenza?Perché il gel di silice assorbe meno dell'1% di luce della stessa lunghezza d'onda.Tuttavia, il tasso di assorbimento della resina epossidica alla luce di 400-459 nm è pari al 45% ed è facile causare un grave decadimento della luce a causa dell'invecchiamento causato dall'assorbimento a lungo termine di questa luce a lunghezza d'onda corta.
Naturalmente, nella produzione e nella vita reale, ci saranno molti problemi come la dissipazione del calore dei chip a luce bianca a LED ad alta potenza, perché più ampia è l'applicazione della luce bianca a LED ad alta potenza, più approfonditi e difficili saranno i problemi apparire!Le caratteristiche dei chip LED sono Il calore estremamente elevato viene generato in un volume molto ridotto.La capacità termica del LED stesso è molto piccola, quindi il calore deve essere condotto alla massima velocità, altrimenti si genererà un'elevata temperatura di giunzione.Per estrarre il più possibile il calore dal chip, sono stati apportati molti miglioramenti alla struttura del chip del LED.Per migliorare la dissipazione del calore del chip LED stesso, il miglioramento principale consiste nell'utilizzare un materiale di supporto con una migliore conducibilità termica.
Il monitoraggio della temperatura della lampada a LED può anche essere importato nel microcontrollore
Per la forma migliorata dell'alimentazione NTC, se si desidera ottenere un design migliore, è anche un approccio relativamente pragmatico eseguire un progetto di sicurezza più preciso con un MCU.Nel progetto di sviluppo, lo stato del modulo della sorgente luminosa a LED può essere suddiviso in base al fatto che la luce sia spenta o meno, con il giudizio logico del programma di avviso di temperatura e misurazione della temperatura, viene costruito un meccanismo di gestione dell'illuminazione intelligente più perfetto .
Ad esempio, se è presente un avviso di temperatura della lampada, la temperatura del modulo è ancora entro un intervallo accettabile attraverso la misurazione della temperatura e può essere mantenuto il modo normale per dissipare naturalmente la temperatura operativa attraverso il dissipatore di calore.E quando l'avviso informa che la temperatura misurata ha raggiunto il punto di riferimento per l'implementazione di un meccanismo di raffreddamento attivo, l'MCU deve controllare il funzionamento della ventola di raffreddamento.Allo stesso modo, quando la temperatura entra nella zona, il meccanismo di controllo dovrebbe spegnere immediatamente la sorgente luminosa e allo stesso tempo confermare nuovamente la temperatura 60 secondi o 180 secondi dopo lo spegnimento del sistema.Quando la temperatura del modulo della sorgente luminosa a stato solido a LED raggiunge un valore normale, azionare nuovamente la sorgente luminosa a LED e continuare a emettere luce.
Tempo di pubblicazione: Nov-09-2022