Hoe wordt de junctietemperatuur van de LED-chip gegenereerd?
De reden waarom de LED opwarmt, is omdat de toegevoegde elektrische energie niet volledig wordt omgezet in lichtenergie, maar een deel wordt omgezet in warmte-energie.Het lichtrendement van LED is momenteel slechts 100lm/W en het elektro-optische conversie-rendement is slechts ongeveer 20~30%.Dat wil zeggen dat ongeveer 70% van de elektrische energie wordt omgezet in warmte-energie.
Concreet wordt het genereren van LED-junctietemperatuur veroorzaakt door twee factoren.
1. De interne kwantumefficiëntie is niet hoog, dat wil zeggen dat wanneer elektronen en gaten worden gerecombineerd, fotonen niet 100% kunnen worden gegenereerd, wat gewoonlijk "stroomlekkage" wordt genoemd, wat de recombinatiesnelheid van dragers in het PN-gebied vermindert.De lekstroom vermenigvuldigd met de spanning is het vermogen van dit deel, dat wordt omgezet in warmte-energie, maar dit deel is niet verantwoordelijk voor het hoofdbestanddeel, omdat de interne fotonenefficiëntie nu bijna 90% bedraagt.
2. De binnenin gegenereerde fotonen kunnen niet allemaal naar de buitenkant van de chip worden uitgezonden en uiteindelijk worden omgezet in warmte.Dit deel is het belangrijkste deel, omdat de huidige kwantumefficiëntie die extern wordt genoemd slechts ongeveer 30% is en het meeste wordt omgezet in warmte.Hoewel de lichtopbrengst van de gloeilamp erg laag is, slechts ongeveer 15lm/W, zet hij bijna alle elektrische energie om in lichtenergie en straalt deze uit.Omdat de meeste stralingsenergie infrarood is, is het lichtrendement erg laag, maar het elimineert het koelprobleem.Nu besteden steeds meer mensen aandacht aan de warmteafvoer van LED.Dit komt omdat het lichtverval of de levensduur van LED's rechtstreeks verband houdt met de junctietemperatuur.
Krachtige LED-witlichttoepassing en oplossingen voor warmteafvoer van LED-chips
Tegenwoordig worden LED-witlichtproducten geleidelijk op verschillende gebieden in gebruik genomen.Mensen voelen het geweldige plezier van krachtig wit LED-licht en maken zich ook zorgen over verschillende praktische problemen!Allereerst vanwege de aard van het krachtige witte LED-licht zelf.High-power LED's hebben nog steeds last van een slechte uniformiteit van de lichtemissie, een korte levensduur van afdichtingsmaterialen en vooral het probleem van warmteafvoer van LED-chips, dat moeilijk op te lossen is en niet kan profiteren van de verwachte toepassingsvoordelen van witte LED.Ten tweede, van de marktprijs van high-power LED wit licht.De krachtige LED van vandaag is nog steeds een aristocratisch witlichtproduct, omdat de prijs van krachtige producten nog steeds te hoog is en de technologie nog moet worden verbeterd, dus krachtige witte LED-producten kunnen niet worden gebruikt door iedereen die dat wil om ze te gebruiken.Zoalsflexibel LED-display.Laten we de gerelateerde problemen van high-power LED-warmteafvoer opsplitsen.
In de afgelopen jaren zijn er, met de inspanningen van experts uit de industrie, verschillende verbeteringsoplossingen voorgesteld voor de warmteafvoer van krachtige LED-chips:
Ⅰ.Verhoog de hoeveelheid uitgestraald licht door het oppervlak van de LED-chip te vergroten.
Ⅱ.Adopteer een pakket van verschillende LED-chips met een klein oppervlak.
Ⅲ.Verander LED-verpakkingsmaterialen en fluorescerende materialen.
Dus is het mogelijk om het warmteafvoerprobleem van krachtige LED-witlichtproducten volledig te verbeteren via de bovenstaande drie methoden?Sterker nog, het is opvallend!Allereerst kunnen we, hoewel we het oppervlak van de LED-chip vergroten, meer lichtstroom verkrijgen (licht dat door een tijdseenheid gaat). Het aantal stralen per oppervlakte-eenheid is de lichtstroom en de eenheid is ml).Het is goed voorLED-industrie.We hopen het witte lichteffect te bereiken dat we willen, maar omdat het eigenlijke gebied te groot is, zijn er enkele contraproductieve verschijnselen in het aanvraagproces en de structuur.
Dus is het echt onmogelijk om het probleem van de warmteafvoer van high-power LED wit licht op te lossen?Oplossen is natuurlijk niet onmogelijk.Gezien de negatieve problemen die worden veroorzaakt door simpelweg het chipoppervlak te vergroten, hebben fabrikanten van LED-witlicht het oppervlak van de krachtige LED-chip verbeterd door verschillende LED-chips met een klein oppervlak in te kapselen volgens de verbetering van de elektrodestructuur en de flip-chip structuur om 60lm te bereiken./W hoge lichtstroom en lage lichtopbrengst met hoge warmteafvoer.
Er is zelfs een andere methode die het warmteafvoerprobleem van krachtige LED-chips effectief kan verbeteren.Dat is om het vorige plastic of plexiglas te vervangen door siliconenhars voor zijn witte lichte verpakkingsmateriaal.Het vervangen van het verpakkingsmateriaal kan niet alleen het warmteafvoerprobleem van de LED-chip oplossen, maar ook de levensduur van de witte LED verbeteren, wat echt twee vliegen in één klap slaat.Wat ik wil zeggen is dat bijna alle krachtige LED-producten met wit licht, zoals wit LED-licht met hoog vermogen, siliconen als inkapselingsmateriaal moeten gebruiken.Waarom moet nu silicagel worden gebruikt als verpakkingsmateriaal in krachtige LED's?Omdat silicagel minder dan 1% licht van dezelfde golflengte absorbeert.De absorptiesnelheid van epoxyhars tot 400-459nm licht is echter zo hoog als 45%, en het is gemakkelijk om ernstig lichtverval te veroorzaken als gevolg van veroudering veroorzaakt door langdurige absorptie van dit kortegolflicht.
Natuurlijk zullen er bij de daadwerkelijke productie en levensduur veel problemen zijn, zoals de warmteafvoer van high-power LED-witlichtchips, want hoe uitgebreider de toepassing van high-power LED-witlicht, hoe dieper en moeilijker de problemen zullen zijn verschijnen!De kenmerken van LED-chips zijn Extreem veel warmte wordt gegenereerd in een zeer klein volume.De warmtecapaciteit van de LED zelf is erg klein, dus de warmte moet met de hoogste snelheid worden afgevoerd, anders ontstaat er een hoge junctietemperatuur.Om de warmte zoveel mogelijk uit de chip te halen zijn er veel verbeteringen aangebracht aan de chipstructuur van de led.Om de warmteafvoer van de LED-chip zelf te verbeteren, is de belangrijkste verbetering het gebruik van een substraatmateriaal met een betere thermische geleidbaarheid.
Het bewaken van de temperatuur van de LED-lamp kan ook in de microcontroller worden geïmporteerd
Als je bij de verbeterde vorm van NTC-power tot een beter ontwerp wilt komen, is het ook een relatief pragmatische aanpak om met een MCU een nauwkeuriger veiligheidsontwerp uit te voeren.In het ontwikkelingsproject kan de status van de LED-lichtbronmodule worden onderverdeeld in of het licht is Of het nu is uitgeschakeld of niet, met de programmalogische beoordeling van temperatuurwaarschuwing en temperatuurmeting, wordt een perfecter slim verlichtingsbeheermechanisme geconstrueerd .
Als er bijvoorbeeld een lamptemperatuurwaarschuwing is, is de temperatuur van de module nog steeds binnen een acceptabel bereik door middel van temperatuurmeting en kan de normale manier worden gehandhaafd om de bedrijfstemperatuur op natuurlijke wijze via het koellichaam af te voeren.En wanneer de waarschuwing aangeeft dat de gemeten temperatuur de maatstaf heeft bereikt voor het implementeren van een actief koelmechanisme, moet de MCU de werking van de koelventilator regelen.Evenzo, wanneer de temperatuur de zone binnenkomt, moet het bedieningsmechanisme de lichtbron onmiddellijk uitschakelen en tegelijkertijd de temperatuur opnieuw bevestigen 60 seconden of 180 seconden nadat het systeem is uitgeschakeld.Wanneer de temperatuur van de LED-lichtbronmodule in vaste toestand een normale waarde bereikt, stuurt u de LED-lichtbron opnieuw aan en blijft u licht uitstralen.
Posttijd: 09-nov-2022