Как формируется температура перехода светодиодного чипа?
Причина, по которой светодиод нагревается, заключается в том, что добавленная электрическая энергия не вся преобразуется в энергию света, а часть ее преобразуется в тепловую энергию.Световая отдача светодиода в настоящее время составляет всего 100 лм/Вт, а эффективность электрооптического преобразования составляет всего около 20~30%.То есть около 70% электроэнергии превращается в тепловую энергию.
В частности, генерация температуры перехода светодиода вызвана двумя факторами.
1. Внутренняя квантовая эффективность невысока, то есть при рекомбинации электронов и дырок фотоны не могут генерироваться на 100%, что обычно называют «утечкой тока», что снижает скорость рекомбинации носителей в области ФН.Ток утечки, умноженный на напряжение, представляет собой мощность этой части, которая преобразуется в тепловую энергию, но эта часть не учитывает основную составляющую, потому что внутренняя фотонная эффективность теперь близка к 90%.
2. Фотоны, генерируемые внутри, не могут быть полностью испущены наружу чипа и, наконец, преобразованы в тепло.Эта часть является основной, потому что текущая квантовая эффективность, называемая внешней, составляет всего около 30%, и большая ее часть преобразуется в тепло.Хотя светоотдача лампы накаливания очень низкая, всего около 15 лм/Вт, она преобразует почти всю электрическую энергию в энергию света и излучает ее.Поскольку большая часть лучистой энергии приходится на инфракрасное излучение, светоотдача очень низкая, но это устраняет проблему охлаждения.Сейчас все больше и больше людей обращают внимание на тепловыделение светодиодов.Это связано с тем, что затухание света или срок службы светодиода напрямую связаны с температурой его перехода.
Мощные светодиоды белого света и решения для отвода тепла от светодиодных чипов
Сегодня светодиодные изделия белого света постепенно внедряются в различные области.Люди испытывают удивительное удовольствие от мощного белого света светодиодов, а также беспокоятся о различных практических проблемах!Прежде всего, от природы самого мощного светодиода белого света.Мощные светодиоды по-прежнему страдают от плохой однородности светового излучения, короткого срока службы уплотняющих материалов и, особенно, от проблемы рассеивания тепла светодиодными чипами, которую трудно решить, и они не могут использовать ожидаемые преимущества применения белых светодиодов.Во-вторых, от рыночной цены мощных светодиодов белого света.Сегодняшние мощные светодиоды по-прежнему являются аристократическим продуктом белого света, потому что цена на мощные продукты все еще слишком высока, а технология все еще нуждается в улучшении, поэтому высокомощные белые светодиоды не могут использоваться всеми, кто хочет использовать их.Такой какгибкий светодиодный дисплей.Давайте разберем связанные с этим проблемы рассеивания тепла мощными светодиодами.
В последние годы усилиями отраслевых экспертов было предложено несколько решений по улучшению теплоотвода мощных светодиодных чипов:
Ⅰ.Увеличьте количество излучаемого света за счет увеличения площади светодиодного чипа.
Ⅱ.Принять пакет из нескольких светодиодных чипов малой площади.
Ⅲ.Замените упаковочные материалы для светодиодов и флуоресцентные материалы.
Итак, возможно ли полностью решить проблему рассеивания тепла мощными светодиодными продуктами белого света с помощью трех вышеперечисленных методов?На самом деле, это поражает!Прежде всего, хоть мы и увеличиваем площадь светодиодного чипа, мы можем получить больший световой поток (свет, проходящий в единицу времени) Количество лучей на единицу площади - это световой поток, а единица измерения - мл).Это хорошо длясветодиодная промышленность.Мы надеемся добиться желаемого эффекта белого света, но поскольку фактическая площадь слишком велика, в процессе и структуре приложения возникают некоторые контрпродуктивные явления.
Так неужели нельзя решить проблему тепловыделения белого света мощных светодиодов?Конечно, это не невозможно решить.Ввиду негативных проблем, вызванных простым увеличением площади чипа, производители светодиодов белого света улучшили поверхность мощного светодиодного чипа, инкапсулировав несколько светодиодных чипов малой площади в соответствии с улучшением структуры электрода и флип-чипа. структура для достижения 60lm./Вт высокий световой поток и низкая светоотдача при высоком тепловыделении.
На самом деле, есть еще один метод, который может эффективно решить проблему отвода тепла от мощных светодиодных чипов.То есть заменить предыдущий пластик или оргстекло силиконовой смолой для упаковочного материала белого света.Замена упаковочного материала может не только решить проблему рассеивания тепла светодиодным чипом, но и увеличить срок службы белого светодиода, который действительно убивает двух зайцев одним выстрелом.Я хочу сказать, что почти все светодиодные продукты высокой мощности белого света, такие как светодиоды белого света высокой мощности, должны использовать силикон в качестве герметизирующего материала.Почему сейчас силикагель должен использоваться в качестве упаковочного материала для мощных светодиодов?Потому что силикагель поглощает менее 1% света той же длины волны.Однако скорость поглощения эпоксидной смолой света с длиной волны 400-459 нм достигает 45%, и легко вызвать серьезное ослабление света из-за старения, вызванного длительным поглощением этого коротковолнового света.
Конечно, в реальном производстве и жизни будет много проблем, таких как рассеивание тепла мощными светодиодными чипами белого света, потому что чем шире применение мощных светодиодов белого света, тем более глубокие и сложные проблемы будут. появляться!Характеристики светодиодных чипов Чрезвычайно высокая температура выделяется в очень маленьком объеме.Теплоемкость самого светодиода очень мала, поэтому тепло должно отводиться с максимальной скоростью, иначе будет генерироваться высокая температура перехода.Чтобы максимально отвести тепло от чипа, в структуру чипа светодиода было внесено множество улучшений.Чтобы улучшить рассеивание тепла самим светодиодным чипом, основное улучшение заключается в использовании материала подложки с лучшей теплопроводностью.
Контроль температуры светодиодной лампы также может быть импортирован в микроконтроллер.
Для улучшенной формы питания NTC, если вы хотите добиться лучшей конструкции, также относительно прагматичным подходом является выполнение более точной конструкции безопасности с MCU.В проекте разработки статус модуля светодиодного источника света можно разделить на то, включен ли свет, выключен ли он или нет, с программной логической оценкой предупреждения о температуре и измерения температуры, создан более совершенный интеллектуальный механизм управления освещением. .
Например, если есть предупреждение о температуре лампы, температура модуля все еще находится в допустимом диапазоне благодаря измерению температуры, и можно поддерживать нормальный способ естественного рассеивания рабочей температуры через радиатор.И когда предупреждение сообщает, что измеренная температура достигла эталона для реализации активного механизма охлаждения, MCU должен контролировать работу вентилятора охлаждения.Точно так же, когда температура входит в зону, механизм управления должен немедленно отключить источник света, и в то же время снова подтвердить температуру через 60 секунд или 180 секунд после отключения системы.Когда температура модуля твердотельного светодиодного источника света достигает нормального значения, снова включите светодиодный источник света и продолжайте излучать свет.
Время публикации: 09 ноября 2022 г.