Kako se ustvari temperatura spoja LED čipov?
Razlog, zakaj se LED segreva, je v tem, da se dodana električna energija ne pretvori vsa v svetlobno energijo, ampak se del pretvori v toplotno energijo.Svetlobni izkoristek LED je trenutno le 100 lm/W, izkoristek elektro-optične pretvorbe pa le približno 20–30 %.To pomeni, da se približno 70 % električne energije pretvori v toplotno energijo.
Natančneje, ustvarjanje temperature spoja LED povzročata dva dejavnika.
1. Notranja kvantna učinkovitost ni visoka, to pomeni, da ko se elektroni in luknje rekombinirajo, fotonov ni mogoče ustvariti 100 %, kar se običajno imenuje "uhajanje toka", kar zmanjša stopnjo rekombinacije nosilcev v PN regiji.Tok uhajanja, pomnožen z napetostjo, je moč tega dela, ki se pretvori v toplotno energijo, vendar ta del ne upošteva glavne komponente, ker je izkoristek notranjega fotona zdaj blizu 90 %.
2. Fotonov, ki nastanejo v notranjosti, ni mogoče vsi oddati na zunanjo stran čipa in končno pretvoriti v toploto.Ta del je glavni del, ker je trenutna kvantna učinkovitost, imenovana zunanja, le okoli 30 %, večina pa se pretvori v toploto.Čeprav je svetlobni izkoristek žarnice z žarilno nitko zelo nizek, le približno 15 lm/W, skoraj vso električno energijo pretvori v svetlobno in jo oddaja.Ker je večina sevalne energije infrardeče, je svetlobni izkoristek zelo nizek, vendar odpravlja problem hlajenja.Zdaj vse več ljudi posveča pozornost odvajanju toplote LED.To je zato, ker je upad svetlobe ali življenjska doba LED neposredno povezana s temperaturo njenega spoja.
Visoko zmogljiva aplikacija bele svetlobe LED in rešitve za odvajanje toplote LED čipov
Danes se LED izdelki z belo svetlobo postopoma uporabljajo na različnih področjih.Ljudje čutijo neverjeten užitek, ki ga prinaša visokozmogljiva bela svetloba LED, skrbijo pa jih tudi različni praktični problemi!Najprej zaradi narave same bele svetlobe LED visoke moči.Visoko zmogljive LED še vedno trpijo zaradi slabe enakomernosti oddajanja svetlobe, kratke življenjske dobe tesnilnih materialov in zlasti problema odvajanja toplote LED čipov, ki ga je težko rešiti, in ne morejo izkoristiti pričakovanih prednosti uporabe bele LED.Drugič, od tržne cene visoko zmogljive bele svetlobe LED.Današnja LED z visoko močjo je še vedno aristokratski izdelek z belo svetlobo, saj je cena izdelkov z visoko močjo še vedno previsoka, tehnologijo pa je treba še izboljšati, zato izdelkov z visoko zmogljivo belo LED ne more uporabljati nihče, ki želi jih uporabiti.Kot naprimerprilagodljiv LED zaslon.Razčlenimo povezane težave z odvajanjem toplote LED z visoko močjo.
V zadnjih letih je bilo s prizadevanji industrijskih strokovnjakov predlaganih več rešitev za izboljšanje odvajanja toplote visoko zmogljivih LED čipov:
Ⅰ.Povečajte količino oddane svetlobe s povečanjem površine LED čipa.
Ⅱ.Sprejmite paket več majhnih LED čipov.
Ⅲ.Zamenjajte LED embalažne materiale in fluorescentne materiale.
Ali je torej mogoče v celoti izboljšati problem odvajanja toplote visokozmogljivih izdelkov z belo svetlobo LED z zgornjimi tremi metodami?Pravzaprav je osupljivo!Prvič, čeprav povečamo površino LED čipa, lahko pridobimo več svetlobnega toka (svetloba, ki prehaja skozi enoto časa). Število žarkov na enoto površine je svetlobni tok, enota pa je ml).Dobro je zaLED industrija.Upamo, da bomo dosegli učinek bele svetlobe, ki ga želimo, a ker je dejansko območje preveliko, je v postopku nanašanja in strukturi nekaj kontraproduktivnih pojavov.
Ali je torej res nemogoče rešiti problem odvajanja toplote bele svetlobe LED visoke moči?Seveda ni nemogoče rešiti.Glede na negativne težave, ki jih povzroča enostavno povečanje površine čipa, so proizvajalci LED bele svetlobe izboljšali površino visoko zmogljivega LED čipa z inkapsulacijo več majhnih LED čipov v skladu z izboljšavo strukture elektrod in flip-chipa. strukturo za doseganje 60 lm./W visok svetlobni tok in nizek svetlobni izkoristek z visokim odvajanjem toplote.
Pravzaprav obstaja še ena metoda, ki lahko učinkovito izboljša problem odvajanja toplote visoko zmogljivih LED čipov.To je zamenjava prejšnje plastike ali pleksi stekla s silikonsko smolo za njen beli svetlobni embalažni material.Zamenjava embalažnega materiala ne more samo rešiti težave z odvajanjem toplote LED-čipa, temveč tudi izboljšati življenjsko dobo bele LED-lučke, ki resnično ubije dve muhi na en mah.Kar hočem povedati je, da bi morali skoraj vsi visoko zmogljivi LED-izdelki z belo svetlobo, kot je zmogljiva bela LED-svetloba, uporabljati silikon kot material za inkapsulacijo.Zakaj je treba silikagel zdaj uporabiti kot embalažni material v LED z visoko močjo?Ker silikagel absorbira manj kot 1% svetlobe iste valovne dolžine.Vendar pa je stopnja absorpcije epoksidne smole pri 400-459 nm svetlobe kar 45 % in je enostavno povzročiti resen upad svetlobe zaradi staranja, ki ga povzroči dolgotrajna absorpcija te svetlobe s kratkimi valovnimi dolžinami.
Seveda bo v dejanski proizvodnji in življenjski dobi veliko težav, kot je odvajanje toplote visoko zmogljivih LED belih svetlobnih čipov, saj obsežnejša kot je uporaba visoko zmogljive bele LED svetlobe, bolj poglobljeni in težki problemi bodo pojavi se!Značilnosti LED čipov so Izjemno visoka toplota se ustvari v zelo majhni prostornini.Toplotna kapaciteta same LED diode je zelo majhna, zato je treba toploto odvajati z največjo hitrostjo, sicer bo nastala visoka temperatura spoja.Da bi čim bolj odvzeli toploto iz čipa, je bilo narejenih veliko izboljšav na strukturi čipa LED.Da bi izboljšali odvajanje toplote samega čipa LED, je glavna izboljšava uporaba substratnega materiala z boljšo toplotno prevodnostjo.
Nadzor temperature LED svetilke je mogoče uvoziti tudi v mikrokrmilnik
Za izboljšano obliko moči NTC, če želite doseči boljšo zasnovo, je razmeroma pragmatičen pristop tudi izvedba natančnejše varnostne zasnove z MCU.V razvojnem projektu je mogoče status modula LED svetlobnega vira razdeliti na to, ali je svetloba Ali je izklopljena ali ne, s programsko logiko presoje temperaturnega opozorila in merjenja temperature je zgrajen popolnejši pametni mehanizem za upravljanje osvetlitve .
Na primer, če obstaja opozorilo o temperaturi žarnice, je temperatura modula še vedno v sprejemljivem območju z merjenjem temperature in je mogoče ohraniti običajen način za naravno odvajanje delovne temperature skozi hladilno telo.In ko opozorilo sporoči, da je izmerjena temperatura dosegla merilo za izvajanje aktivnega hladilnega mehanizma, mora MCU nadzorovati delovanje hladilnega ventilatorja.Podobno, ko temperatura vstopi v cono, mora nadzorni mehanizem takoj izklopiti vir svetlobe in hkrati ponovno potrditi temperaturo 60 sekund ali 180 sekund po izklopu sistema.Ko temperatura polprevodniškega modula svetlobnega vira LED doseže normalno vrednost, znova poganjajte svetlobni vir LED in nadaljujte z oddajanjem svetlobe.
Čas objave: Nov-09-2022