Hur genereras LED-chip-övergångstemperaturen?
Anledningen till att lysdioden värms upp beror på att den tillförda elektriska energin inte all omvandlas till ljusenergi, utan en del av den omvandlas till värmeenergi.Ljuseffektiviteten för LED är för närvarande bara 100lm/W, och dess elektrooptiska omvandlingseffektivitet är endast cirka 20~30%.Det vill säga att cirka 70 % av den elektriska energin omvandlas till värmeenergi.
Specifikt, genereringen av LED-övergångstemperatur orsakas av två faktorer.
1. Den interna kvanteffektiviteten är inte hög, det vill säga när elektroner och hål rekombineras kan fotoner inte genereras till 100 %, vilket vanligtvis kallas "strömläckage", vilket minskar rekombinationshastigheten för bärare i PN-regionen.Läckströmmen multiplicerad med spänningen är effekten av denna del, som omvandlas till värmeenergi, men denna del står inte för huvudkomponenten, eftersom den interna fotoneffektiviteten nu är nära 90%.
2. De fotoner som genereras inuti kan inte alla sändas ut till utsidan av chipet och slutligen omvandlas till värme.Denna del är huvuddelen, eftersom den nuvarande kvantverkningsgraden som kallas extern bara är cirka 30%, och det mesta omvandlas till värme.Även om glödlampans ljuseffektivitet är mycket låg, bara cirka 15lm/W, omvandlar den nästan all elektrisk energi till ljusenergi och strålar ut den.Eftersom det mesta av strålningsenergin är infraröd, är ljuseffektiviteten mycket låg, men det eliminerar kylningsproblemet.Nu är fler och fler uppmärksamma på värmeavledning av LED.Detta beror på att ljusförlusten eller livslängden för LED är direkt relaterad till dess korsningstemperatur.
Högeffekt LED vitt ljusapplikation och LED-chip värmeavledningslösningar
Idag tas LED-vitljusprodukter gradvis i bruk inom olika områden.Människor känner det fantastiska nöjet som ett vitt LED-ljus med hög effekt ger och är också oroliga för olika praktiska problem!Först av allt, från naturen av högeffekt LED vitt ljus själv.Högeffekts-LED lider fortfarande av dålig likformighet i ljusemission, kort livslängd för tätningsmaterial, och särskilt problemet med värmeavledning av LED-chips, vilket är svårt att lösa, och kan inte dra fördel av de förväntade tillämpningsfördelarna med vit LED.För det andra, från marknadspriset för högeffekt LED vitt ljus.Dagens högeffekts-LED är fortfarande en aristokratisk vitt ljusprodukt, eftersom priset på högeffektprodukter fortfarande är för högt, och tekniken behöver fortfarande förbättras, så högeffekts vita LED-produkter kan inte användas av alla som vill att använda dem.Till exempelflexibel LED-display.Låt oss bryta ner de relaterade problemen med LED-värmeavledning med hög effekt.
Under de senaste åren, med branschexperters ansträngningar, har flera förbättringslösningar föreslagits för värmeavledning av högeffekts LED-chips:
Ⅰ.Öka mängden ljus som sänds ut genom att öka arean på LED-chippet.
Ⅱ.Anta ett paket med flera LED-chips med liten yta.
Ⅲ.Byt LED-förpackningsmaterial och fluorescerande material.
Så är det möjligt att helt förbättra värmeavledningsproblemet för högeffekts LED-vitljusprodukter genom de tre ovanstående metoderna?Det är faktiskt slående!Först och främst, även om vi ökar arean på LED-chippet, kan vi få mer ljusflöde (ljus som passerar genom en tidsenhet) Antalet strålar per ytenhet är ljusflödet och enheten är ml).Det är bra förLED-industrin.Vi hoppas kunna uppnå den vita ljuseffekt vi vill ha, men eftersom det faktiska området är för stort finns det några kontraproduktiva fenomen i ansökningsprocessen och strukturen.
Så är det verkligen omöjligt att lösa problemet med hög effekt LED vitt ljus värmeavledning?Det är förstås inte omöjligt att lösa.Med tanke på de negativa problemen som orsakas av att helt enkelt öka kretsytan har tillverkare av LED-vitt ljus förbättrat ytan på LED-chippet med hög effekt genom att kapsla in flera LED-chips med liten yta i enlighet med förbättringen av elektrodstrukturen och flip-chipet struktur för att uppnå 60lm./W högt ljusflöde och låg ljuseffektivitet med hög värmeavledning.
Faktum är att det finns en annan metod som effektivt kan förbättra värmeavledningsproblemet för LED-chips med hög effekt.Det vill säga att ersätta den tidigare plasten eller plexiglaset med silikonharts för dess vita lätta förpackningsmaterial.Att byta ut förpackningsmaterialet kan inte bara lösa LED-chipets värmeavledningsproblem, utan också förbättra livslängden för den vita lysdioden, som verkligen slår två flugor i en smäll.Vad jag vill säga är att nästan alla högeffekts vitt ljus LED-produkter som högeffekt LED vitt ljus bör använda silikon som inkapslingsmaterial.Varför måste silikagel användas som förpackningsmaterial i högeffekts LED nu?Eftersom silikagel absorberar mindre än 1% av ljuset av samma våglängd.Emellertid är absorptionshastigheten för epoxiharts till 400-459 nm ljus så hög som 45 %, och det är lätt att orsaka allvarligt ljusförfall på grund av åldrandet som orsakas av långvarig absorption av detta kortvågiga ljus.
Naturligtvis kommer det i verklig produktion och livslängd att finnas många problem som värmeavledning av högeffekts LED-vitljuschips, eftersom ju mer omfattande tillämpningen av högeffekt LED-vitt ljus, desto mer djupgående och svåra problem kommer dyka upp!Egenskaperna hos LED-chips är Extremt hög värme genereras i en mycket liten volym.Värmekapaciteten på själva lysdioden är mycket liten, så värmen måste ledas ut med högsta hastighet, annars genereras en hög korsningstemperatur.För att dra ut värmen ur chippet så mycket som möjligt har många förbättringar gjorts på chipstrukturen hos LED.För att förbättra värmeavledningen av själva LED-chippet är den huvudsakliga förbättringen att använda ett substratmaterial med bättre värmeledningsförmåga.
Övervakning av LED-lampans temperatur kan också importeras till mikrokontroller
För den förbättrade formen av NTC-kraft, om man vill uppnå en bättre design, är det också ett relativt pragmatiskt tillvägagångssätt att genomföra en mer exakt säkerhetsdesign med en MCU.I utvecklingsprojektet kan statusen för LED-ljuskällmodulen delas in i om ljuset är Oavsett om det är avstängt eller inte, med programlogikbedömningen av temperaturvarning och temperaturmätning, konstrueras en mer perfekt smart ljushanteringsmekanism .
Till exempel, om det finns en lamptemperaturvarning, är modulens temperatur fortfarande inom ett acceptabelt intervall genom temperaturmätning, och det normala sättet kan upprätthållas för att naturligt avleda driftstemperaturen genom kylflänsen.Och när varningen informerar om att den uppmätta temperaturen har nått riktmärket för att implementera en aktiv kylmekanism, måste MCU styra kylfläktens funktion.På samma sätt, när temperaturen kommer in i zonen, bör kontrollmekanismen omedelbart stänga av ljuskällan och samtidigt bekräfta temperaturen igen 60 sekunder eller 180 sekunder efter att systemet stängts av.När temperaturen på LED-ljuskällans halvledarmodul når ett normalt värde, kör LED-ljuskällan igen och fortsätt att avge ljus.
Posttid: 2022-nov-09