Ako sa generuje teplota prechodu LED čipu?
Dôvodom, prečo sa LED dióda zahrieva, je to, že pridaná elektrická energia sa nepremení celá na svetelnú energiu, ale jej časť sa premení na tepelnú energiu.Svetelná účinnosť LED je v súčasnosti iba 100 lm/W a jej elektrooptická účinnosť konverzie je len asi 20 ~ 30%.To znamená, že asi 70 % elektrickej energie sa premení na tepelnú energiu.
Konkrétne generovanie teploty prechodu LED je spôsobené dvoma faktormi.
1. Vnútorná kvantová účinnosť nie je vysoká, to znamená, že keď sa elektróny a diery rekombinujú, fotóny sa nedajú generovať na 100 %, čo sa zvyčajne označuje ako „únik prúdu“, čo znižuje rýchlosť rekombinácie nosičov v oblasti PN.Zvodový prúd vynásobený napätím je výkon tejto časti, ktorý sa premieňa na tepelnú energiu, ale táto časť nezodpovedá hlavnej zložke, pretože vnútorná účinnosť fotónu sa teraz blíži k 90 %.
2. Fotóny generované vo vnútri nemôžu byť všetky emitované von z čipu a nakoniec premenené na teplo.Táto časť je hlavnou časťou, pretože súčasná kvantová účinnosť nazývaná externá je len asi 30% a väčšina sa premieňa na teplo.Aj keď je svetelná účinnosť žiarovky veľmi nízka, len okolo 15lm/W, premieňa takmer všetku elektrickú energiu na svetelnú energiu a vyžaruje ju von.Pretože väčšina sálavej energie je infračervená, svetelná účinnosť je veľmi nízka, ale odstraňuje problém s chladením.Teraz stále viac a viac ľudí venuje pozornosť rozptylu tepla LED.Je to preto, že rozpad svetla alebo životnosť LED priamo súvisí s teplotou jej spojenia.
Aplikácia vysokovýkonného bieleho svetla LED a riešenia na odvádzanie tepla čipom LED
V súčasnosti sa produkty LED s bielym svetlom postupne dostávajú do používania v rôznych oblastiach.Ľudia pociťujú úžasné potešenie, ktoré prináša vysokovýkonné biele svetlo LED a tiež sa obávajú rôznych praktických problémov!V prvom rade z podstaty samotného vysokovýkonného LED bieleho svetla.Vysokovýkonné LED stále trpia zlou rovnomernosťou vyžarovania svetla, krátkou životnosťou tesniacich materiálov a najmä ťažko riešiteľným problémom odvodu tepla LED čipov, ktorý nedokáže využiť očakávané aplikačné výhody bielej LED.Po druhé, z trhovej ceny vysokovýkonného bieleho svetla LED.Dnešné vysokovýkonné LED diódy sú stále aristokratickým produktom s bielym svetlom, pretože cena produktov s vysokým výkonom je stále príliš vysoká a technológiu je potrebné stále zlepšovať, takže produkty s vysokým výkonom biele LED nemôže používať nikto, kto chce ich používať.Ako naprflexibilný LED displej.Poďme rozobrať súvisiace problémy s vysokým výkonom LED rozptylu tepla.
V posledných rokoch bolo s úsilím odborníkov v tomto odvetví navrhnutých niekoľko riešení na zlepšenie odvodu tepla vysokovýkonných LED čipov:
Ⅰ.Zvýšte množstvo vyžarovaného svetla zväčšením plochy LED čipu.
Ⅱ.Prijmite balík niekoľkých maloplošných LED čipov.
Ⅲ.Vymeňte LED obalové materiály a fluorescenčné materiály.
Je teda možné úplne zlepšiť problém rozptylu tepla vysokovýkonných LED produktov s bielym svetlom pomocou vyššie uvedených troch metód?V skutočnosti je to zarážajúce!V prvom rade, hoci zväčšíme plochu LED čipu, môžeme získať viac svetelného toku (svetlo prechádzajúce jednotkou času) Počet lúčov na jednotku plochy je svetelný tok a jednotkou je ml).Je to dobré preLED priemysel.Dúfame, že dosiahneme požadovaný efekt bieleho svetla, ale pretože skutočná plocha je príliš veľká, v procese aplikácie a štruktúre sa vyskytujú niektoré kontraproduktívne javy.
Je teda naozaj nemožné vyriešiť problém vysokovýkonného LED rozptylu bieleho svetla?Samozrejme, nie je to nemožné vyriešiť.Vzhľadom na negatívne problémy spôsobené jednoduchým zväčšením plochy čipu výrobcovia bieleho svetla LED zlepšili povrch vysokovýkonného LED čipu zapuzdrením niekoľkých maloplošných LED čipov podľa zlepšenia štruktúry elektródy a flip-chipu. štruktúra na dosiahnutie 60lm./W vysoký svetelný tok a nízka svetelná účinnosť s vysokým odvodom tepla.
V skutočnosti existuje ďalšia metóda, ktorá môže účinne zlepšiť problém rozptylu tepla vysokovýkonných LED čipov.To znamená nahradiť predchádzajúci plast alebo plexisklo silikónovou živicou pre jeho obalový materiál s bielym svetlom.Výmena obalového materiálu môže nielen vyriešiť problém s rozptylom tepla LED čipu, ale aj zlepšiť životnosť bielej LED, ktorá naozaj zabíja dve muchy jednou ranou.Chcem povedať, že takmer všetky vysokovýkonné LED produkty s bielym svetlom, ako je vysokovýkonné biele svetlo LED, by mali používať silikón ako materiál na zapuzdrenie.Prečo sa teraz musí použiť silikagél ako obalový materiál vo vysokovýkonných LED?Pretože silikagél absorbuje menej ako 1% svetla rovnakej vlnovej dĺžky.Miera absorpcie epoxidovej živice voči svetlu s vlnovou dĺžkou 400-459 nm je však až 45% a je ľahké spôsobiť vážny rozpad svetla v dôsledku starnutia spôsobeného dlhodobou absorpciou tohto svetla s krátkou vlnovou dĺžkou.
Samozrejme, v skutočnej výrobe a živote sa vyskytnú mnohé problémy, ako je rozptyl tepla vysokovýkonných čipov LED s bielym svetlom, pretože čím rozsiahlejšie bude použitie vysokovýkonného bieleho svetla LED, tým hlbšie a zložitejšie problémy budú objaviť sa!Charakteristiky LED čipov sú Extrémne vysoké teplo vzniká vo veľmi malom objeme.Tepelná kapacita samotnej LED je veľmi malá, takže teplo musí byť odvádzané najvyššou rýchlosťou, inak sa vytvorí vysoká teplota spoja.Aby sa čo najviac odvádzalo teplo z čipu, na čipovej štruktúre LED bolo urobených veľa vylepšení.Aby sa zlepšil odvod tepla samotného LED čipu, hlavným vylepšením je použitie podkladového materiálu s lepšou tepelnou vodivosťou.
Monitorovanie teploty LED lampy je možné importovať aj do mikrokontroléra
Pre vylepšenú formu napájania NTC, ak chcete dosiahnuť lepší dizajn, je tiež relatívne pragmatický prístup vykonať presnejší bezpečnostný dizajn s MCU.Vo vývojovom projekte možno stav modulu svetelného zdroja LED rozdeliť na to, či je svetlo, či je vypnuté alebo nie, s programovým logickým posúdením varovania teploty a merania teploty je skonštruovaný dokonalejší mechanizmus riadenia inteligentného osvetlenia .
Napríklad, ak sa zobrazí varovanie pred teplotou lampy, teplota modulu je stále v prijateľnom rozsahu prostredníctvom merania teploty a môže sa udržiavať normálny spôsob, aby sa prevádzková teplota prirodzene rozptyľovala cez chladič.A keď varovanie informuje, že nameraná teplota dosiahla referenčnú hodnotu pre implementáciu aktívneho chladiaceho mechanizmu, MCU musí riadiť činnosť chladiaceho ventilátora.Podobne, keď teplota vstúpi do zóny, ovládací mechanizmus by mal okamžite vypnúť svetelný zdroj a zároveň znovu potvrdiť teplotu 60 sekúnd alebo 180 sekúnd po vypnutí systému.Keď teplota modulu polovodičového svetelného zdroja LED dosiahne normálnu hodnotu, znova zapnite svetelný zdroj LED a pokračujte vo vyžarovaní svetla.
Čas uverejnenia: 9. novembra 2022