Como é gerada a temperatura da junção do chip de LED?
A razão pela qual o LED aquece é porque a energia elétrica adicionada não é toda convertida em energia luminosa, mas uma parte dela é convertida em energia térmica.A eficiência de luz do LED é atualmente de apenas 100lm/W, e sua eficiência de conversão eletro-óptica é de apenas 20 a 30%.Ou seja, cerca de 70% da energia elétrica é transformada em energia térmica.
Especificamente, a geração da temperatura da junção do LED é causada por dois fatores.
1. A eficiência quântica interna não é alta, ou seja, quando elétrons e lacunas são recombinados, os fótons não podem ser gerados 100%, o que geralmente é chamado de "vazamento de corrente", o que reduz a taxa de recombinação de portadores na região PN.A corrente de fuga multiplicada pela tensão é a potência desta parte, que é convertida em energia térmica, mas esta parte não contabiliza o componente principal, pois a eficiência interna do fóton está agora próxima de 90%.
2. Os fótons gerados no interior não podem ser todos emitidos para fora do chip e finalmente convertidos em calor.Esta parte é a parte principal, porque a eficiência quântica atual chamada externa é de apenas cerca de 30%, e a maior parte é convertida em calor.Embora a eficiência luminosa da lâmpada incandescente seja muito baixa, apenas cerca de 15lm/W, ela converte quase toda a energia elétrica em energia luminosa e a irradia.Como a maior parte da energia radiante é infravermelha, a eficiência luminosa é muito baixa, mas elimina o problema de resfriamento.Agora, mais e mais pessoas prestam atenção à dissipação de calor do LED.Isso ocorre porque a queda de luz ou vida útil do LED está diretamente relacionada à sua temperatura de junção.
Aplicação de luz branca de LED de alta potência e soluções de dissipação de calor de chip de LED
Hoje, os produtos de luz branca LED estão gradualmente sendo usados em vários campos.As pessoas sentem o incrível prazer trazido pela luz branca LED de alta potência e também estão preocupadas com vários problemas práticos!Em primeiro lugar, pela própria natureza da luz branca LED de alta potência.O LED de alta potência ainda sofre de baixa uniformidade de emissão de luz, vida útil curta dos materiais de vedação e, especialmente, o problema de dissipação de calor dos chips de LED, que é difícil de resolver e não pode aproveitar as vantagens esperadas da aplicação do LED branco.Em segundo lugar, a partir do preço de mercado da luz branca LED de alta potência.O LED de alta potência de hoje ainda é um produto de luz branca aristocrático, porque o preço dos produtos de alta potência ainda é muito alto e a tecnologia ainda precisa ser melhorada, portanto, os produtos de LED branco de alta potência não podem ser usados por quem quer para usá-los.Comovisor de LED flexível.Vamos detalhar os problemas relacionados à dissipação de calor do LED de alta potência.
Nos últimos anos, com os esforços de especialistas do setor, várias soluções de melhoria foram propostas para a dissipação de calor de chips de LED de alta potência:
Ⅰ.Aumente a quantidade de luz emitida aumentando a área do chip de LED.
Ⅱ.Adote o pacote de vários chips de LED de pequena área.
Ⅲ.Mude os materiais de embalagem de LED e materiais fluorescentes.
Portanto, é possível melhorar completamente o problema de dissipação de calor dos produtos de luz branca LED de alta potência por meio dos três métodos acima?Na verdade, é impressionante!Em primeiro lugar, embora aumentemos a área do chip LED, podemos obter mais fluxo luminoso (a luz passa por uma unidade de tempo). O número de feixes por unidade de área é o fluxo luminoso e a unidade é ml).é bom paraindústria de LED.Esperamos alcançar o efeito de luz branca que desejamos, mas como a área real é muito grande, existem alguns fenômenos contraproducentes no processo e na estrutura da aplicação.
Então, é realmente impossível resolver o problema da dissipação de calor da luz branca LED de alta potência?Claro, não é impossível de resolver.Tendo em vista os problemas negativos causados pelo simples aumento da área do chip, os fabricantes de luz branca de LED melhoraram a superfície do chip de LED de alta potência encapsulando vários chips de LED de área pequena de acordo com a melhoria da estrutura do eletrodo e do flip-chip estrutura para atingir 60lm./W alto fluxo luminoso e baixa eficiência luminosa com alta dissipação de calor.
Na verdade, existe outro método que pode efetivamente melhorar o problema de dissipação de calor dos chips de LED de alta potência.Ou seja, substituir o plástico ou plexiglass anterior por resina de silicone por seu material de embalagem de luz branca.A substituição do material de embalagem pode não apenas resolver o problema de dissipação de calor do chip de LED, mas também melhorar a vida útil do LED branco, que está realmente matando dois coelhos com uma cajadada só.O que quero dizer é que quase todos os produtos LED de luz branca de alta potência, como a luz branca LED de alta potência, devem usar silicone como material de encapsulamento.Por que a sílica gel deve ser usada como material de embalagem em LED de alta potência agora?Porque a sílica gel absorve menos de 1% da luz do mesmo comprimento de onda.No entanto, a taxa de absorção da resina epóxi para luz de 400-459nm é tão alta quanto 45%, e é fácil causar deterioração grave da luz devido ao envelhecimento causado pela absorção a longo prazo dessa luz de comprimento de onda curto.
Obviamente, na produção e na vida real, haverá muitos problemas, como a dissipação de calor de chips de luz branca LED de alta potência, porque quanto mais extensa for a aplicação de luz branca LED de alta potência, mais problemas profundos e difíceis serão aparecer!As características dos chips de LED são calor extremamente alto gerado em um volume muito pequeno.A capacidade de calor do próprio LED é muito pequena, então o calor deve ser conduzido na velocidade mais rápida, caso contrário, uma alta temperatura de junção será gerada.Para retirar o calor do chip o máximo possível, muitas melhorias foram feitas na estrutura do chip do LED.Para melhorar a dissipação de calor do próprio chip de LED, a principal melhoria é usar um material de substrato com melhor condutividade térmica.
O monitoramento da temperatura da lâmpada LED também pode ser importado para o microcontrolador
Para a forma aprimorada de energia NTC, se você deseja obter um design melhor, também é uma abordagem relativamente pragmática realizar um design de segurança mais preciso com um MCU.No projeto de desenvolvimento, o status do módulo de fonte de luz LED pode ser dividido em se a luz está desligada ou não, com o julgamento lógico do programa de aviso de temperatura e medição de temperatura, um mecanismo de gerenciamento de iluminação inteligente mais perfeito é construído .
Por exemplo, se houver um aviso de temperatura da lâmpada, a temperatura do módulo ainda está dentro de uma faixa aceitável por meio da medição de temperatura e o modo normal pode ser mantido para dissipar naturalmente a temperatura de operação por meio do dissipador de calor.E quando o aviso informa que a temperatura medida atingiu a referência para implementar um mecanismo de resfriamento ativo, o MCU deve controlar a operação do ventilador de resfriamento.Da mesma forma, quando a temperatura entra na zona, o mecanismo de controle deve desligar imediatamente a fonte de luz e, ao mesmo tempo, confirmar a temperatura novamente 60 segundos ou 180 segundos após o desligamento do sistema.Quando a temperatura do módulo de fonte de luz LED de estado sólido atingir um valor normal, acione a fonte de luz LED novamente e continue a emitir luz.
Horário da postagem: 09 de novembro de 2022