Cum este generată temperatura de joncțiune a cipului LED?
Motivul pentru care LED-ul se încălzește este că energia electrică adăugată nu este convertită toată în energie luminoasă, ci o parte din ea este transformată în energie termică.Eficiența luminii LED-ului este în prezent de numai 100 lm/W, iar eficiența sa de conversie electro-optică este de numai aproximativ 20~30%.Adică aproximativ 70% din energia electrică este transformată în energie termică.
Mai exact, generarea temperaturii joncțiunii LED-ului este cauzată de doi factori.
1. Eficiența cuantică internă nu este mare, adică atunci când electronii și găurile sunt recombinate, fotonii nu pot fi generați 100%, ceea ce este de obicei denumit „scurgere de curent”, ceea ce reduce rata de recombinare a purtătorilor din regiunea PN.Curentul de scurgere înmulțit cu tensiunea este puterea acestei părți, care este convertită în energie termică, dar această parte nu ține cont de componenta principală, deoarece eficiența fotonului intern este acum aproape de 90%.
2. Fotonii generați în interior nu pot fi emiși toți în exteriorul cipului și în cele din urmă transformați în căldură.Această parte este partea principală, deoarece eficiența cuantică actuală numită externă este de numai aproximativ 30% și cea mai mare parte este convertită în căldură.Deși eficiența luminoasă a lămpii cu incandescență este foarte scăzută, doar de aproximativ 15 lm/W, aceasta transformă aproape toată energia electrică în energie luminoasă și o iradiază.Deoarece cea mai mare parte a energiei radiante este infraroșu, eficiența luminoasă este foarte scăzută, dar elimină problema răcirii.Acum din ce în ce mai mulți oameni acordă atenție disipării căldurii LED-urilor.Acest lucru se datorează faptului că degradarea luminii sau durata de viață a LED-ului este direct legată de temperatura joncțiunii sale.
Aplicație de lumină albă LED de mare putere și soluții de disipare a căldurii cu chip LED
Astăzi, produsele cu lumină albă LED sunt puse treptat în utilizare în diverse domenii.Oamenii simt plăcerea uimitoare adusă de lumina albă LED de mare putere și sunt, de asemenea, îngrijorați de diverse probleme practice!În primul rând, din natura luminii albe LED de mare putere în sine.LED-urile de mare putere suferă în continuare de uniformitatea slabă a emisiei de lumină, durata de viață scurtă a materialelor de etanșare și, în special, problema disipării căldurii a cipurilor LED, care este dificil de rezolvat și nu poate profita de avantajele de aplicare așteptate ale LED-ului alb.În al doilea rând, de la prețul de piață al luminii albe LED de mare putere.LED-ul de mare putere de astăzi este încă un produs de lumină albă aristocratică, deoarece prețul produselor de mare putere este încă prea mare, iar tehnologia încă trebuie îmbunătățită, astfel încât produsele LED albe de mare putere nu pot fi folosite de oricine dorește pentru a le folosi.Caafișaj LED flexibil.Să dezvăluim problemele legate de disiparea căldurii LED de mare putere.
În ultimii ani, cu eforturile experților din industrie, au fost propuse mai multe soluții de îmbunătățire pentru disiparea căldurii cipurilor LED de mare putere:
Ⅰ.Creșteți cantitatea de lumină emisă prin creșterea zonei cipului LED.
Ⅱ.Adopți pachetul de mai multe cipuri LED cu suprafață mică.
Ⅲ.Schimbați materialele de ambalare LED și materialele fluorescente.
Deci, este posibil să îmbunătățim complet problema disipării căldurii a produselor cu lumină albă LED de mare putere prin cele trei metode de mai sus?De fapt, este izbitor!În primul rând, deși creștem aria cipului LED, putem obține mai mult flux luminos (lumina care trece printr-o unitate de timp) Numărul de fascicule pe unitatea de suprafață este fluxul luminos, iar unitatea este ml).Este bun pentruIndustria LED-urilor.Sperăm să obținem efectul de lumină albă pe care ni-l dorim, dar pentru că suprafața reală este prea mare, există unele fenomene contraproductive în procesul și structura de aplicare.
Deci, este chiar imposibil să rezolvi problema disipării căldurii cu LED-uri de mare putere?Desigur, nu este imposibil de rezolvat.Având în vedere problemele negative cauzate de simpla creștere a suprafeței cipului, producătorii de lumini albe cu LED-uri au îmbunătățit suprafața cipului LED de mare putere prin încapsularea mai multor cipuri LED cu suprafață mică în funcție de îmbunătățirea structurii electrodului și a cipului flip-chip. structura pentru a atinge 60lm./W flux luminos ridicat și eficiență luminoasă scăzută cu disipare ridicată a căldurii.
De fapt, există o altă metodă care poate îmbunătăți eficient problema disipării căldurii a cipurilor LED de mare putere.Adică înlocuiți plasticul sau plexiglasul anterior cu rășină siliconică pentru materialul său de ambalare cu lumină albă.Înlocuirea materialului de ambalare nu numai că poate rezolva problema de disipare a căldurii a cipului LED, ci și poate îmbunătăți durata de viață a LED-ului alb, care chiar ucide două păsări dintr-o singură piatră.Ceea ce vreau să spun este că aproape toate produsele LED cu lumină albă de mare putere, cum ar fi lumina albă cu LED de mare putere, ar trebui să utilizeze silicon ca material de încapsulare.De ce trebuie folosit acum silicagelul ca material de ambalare în LED-uri de mare putere?Deoarece silicagelul absoarbe mai puțin de 1% din lumină de aceeași lungime de undă.Cu toate acestea, rata de absorbție a rășinii epoxidice la 400-459 nm de lumină este de până la 45% și este ușor să provocați o degradare serioasă a luminii din cauza îmbătrânirii cauzate de absorbția pe termen lung a acestei lumini cu lungime de undă scurtă.
Desigur, în producția și viața efectivă, vor exista multe probleme, cum ar fi disiparea căldurii a cipurilor cu lumină albă LED de mare putere, deoarece cu cât aplicarea luminii albe LED de mare putere este mai extinsă, cu atât problemele mai aprofundate și dificile vor apărea. apărea!Caracteristicile cipurilor LED sunt Căldura extrem de mare este generată într-un volum foarte mic.Capacitatea de căldură a LED-ului în sine este foarte mică, astfel încât căldura trebuie să fie condusă la cea mai mare viteză, altfel se va genera o temperatură ridicată a joncțiunii.Pentru a atrage căldura din cip cât mai mult posibil, au fost aduse multe îmbunătățiri asupra structurii cipului LED-ului.Pentru a îmbunătăți disiparea căldurii cipului LED în sine, principala îmbunătățire este utilizarea unui material substrat cu o conductivitate termică mai bună.
Monitorizarea temperaturii lămpii LED poate fi, de asemenea, importată în micro-controler
Pentru forma îmbunătățită a puterii NTC, dacă doriți să obțineți un design mai bun, este, de asemenea, o abordare relativ pragmatică de a realiza un proiect de siguranță mai precis cu un MCU.În proiectul de dezvoltare, starea modulului sursei de lumină LED poate fi împărțită în funcție de dacă lumina este Fie că este stinsă sau nu, cu judecata logică a programului de avertizare de temperatură și măsurare a temperaturii, este construit un mecanism inteligent de gestionare a iluminatului mai perfect. .
De exemplu, dacă există o avertizare de temperatură a lămpii, temperatura modulului este încă într-un interval acceptabil prin măsurarea temperaturii, iar modalitatea normală poate fi menținută pentru a disipa în mod natural temperatura de funcționare prin radiatorul.Iar atunci când avertismentul informează că temperatura măsurată a atins punctul de referință pentru implementarea unui mecanism de răcire activ, MCU trebuie să controleze funcționarea ventilatorului de răcire.În mod similar, atunci când temperatura intră în zonă, mecanismul de control ar trebui să oprească imediat sursa de lumină și, în același timp, să confirme temperatura din nou la 60 de secunde sau la 180 de secunde după ce sistemul este oprit.Când temperatura modulului sursei de lumină cu LED-uri în stare solidă atinge o valoare normală, conduceți din nou sursa de lumină LED și continuați să emită lumină.
Ora postării: 09-nov-2022