Paano nabuo ang temperatura ng LED chip junction?
Ang dahilan kung bakit umiinit ang LED ay dahil ang idinagdag na elektrikal na enerhiya ay hindi lahat ay na-convert sa liwanag na enerhiya, ngunit isang bahagi nito ay na-convert sa enerhiya ng init.Ang liwanag na kahusayan ng LED ay kasalukuyang 100lm/W lamang, at ang electro-optical conversion na kahusayan nito ay halos 20~30%.Ibig sabihin, humigit-kumulang 70% ng enerhiyang elektrikal ay nagiging enerhiya ng init.
Sa partikular, ang pagbuo ng temperatura ng LED junction ay sanhi ng dalawang salik.
1. Ang internal quantum efficiency ay hindi mataas, iyon ay, kapag ang mga electron at hole ay muling pinagsama, ang mga photon ay hindi maaaring mabuo ng 100%, na kadalasang tinutukoy bilang "kasalukuyang pagtagas", na binabawasan ang recombination rate ng mga carrier sa rehiyon ng PN.Ang kasalukuyang pagtagas na pinarami ng boltahe ay ang kapangyarihan ng bahaging ito, na na-convert sa enerhiya ng init, ngunit ang bahaging ito ay hindi isinasaalang-alang ang pangunahing bahagi, dahil ang panloob na kahusayan ng photon ay malapit na sa 90%.
2. Ang mga photon na nabuo sa loob ay hindi lahat ay mailalabas sa labas ng chip at sa wakas ay na-convert sa init.Ang bahaging ito ay ang pangunahing bahagi, dahil ang kasalukuyang quantum efficiency na tinatawag na panlabas ay halos 30% lamang, at karamihan sa mga ito ay na-convert sa init.Kahit na ang makinang na kahusayan ng maliwanag na lampara ay napakababa, halos 15lm/W lamang, ginagawa nito ang halos lahat ng elektrikal na enerhiya sa liwanag na enerhiya at pinapalabas ito.Dahil ang karamihan sa nagliliwanag na enerhiya ay infrared, ang makinang na kahusayan ay napakababa, ngunit inaalis nito ang problema sa paglamig.Ngayon parami nang parami ang mga tao na nagbibigay-pansin sa pagwawaldas ng init ng LED.Ito ay dahil ang light decay o buhay ng LED ay direktang nauugnay sa temperatura ng junction nito.
High-power LED white light application at LED chip heat dissipation solution
Ngayon, ang mga produktong LED na puting ilaw ay unti-unting ginagamit sa iba't ibang larangan.Nararamdaman ng mga tao ang kamangha-manghang kasiyahang hatid ng high-power LED white light at nag-aalala rin tungkol sa iba't ibang praktikal na problema!Una sa lahat, mula sa likas na katangian ng high-power LED white light mismo.Ang mataas na kapangyarihan na LED ay nagdurusa pa rin mula sa mahinang pagkakapareho ng paglabas ng liwanag, maikling habang-buhay ng mga materyales sa sealing, at lalo na ang problema ng pagwawaldas ng init ng LED chips, na mahirap lutasin, at hindi maaaring samantalahin ang inaasahang mga pakinabang ng aplikasyon ng puting LED.Pangalawa, mula sa presyo ng merkado ng high-power LED white light.Ang high-power LED ngayon ay isa pa ring aristokratikong white light na produkto, dahil ang presyo ng mga high-power na produkto ay masyadong mataas, at ang teknolohiya ay kailangan pang pagbutihin, kaya ang high-power white LED na mga produkto ay hindi magagamit ng sinumang nais upang gamitin ang mga ito.Tulad ngnababaluktot na LED display.Hatiin natin ang mga kaugnay na problema ng high-power LED heat dissipation.
Sa mga nagdaang taon, sa pagsisikap ng mga eksperto sa industriya, ilang mga solusyon sa pagpapabuti ang iminungkahi para sa pag-alis ng init ng mga high-power LED chips:
Ⅰ.Palakihin ang dami ng liwanag na ibinubuga sa pamamagitan ng pagtaas ng lugar ng LED chip.
Ⅱ.Magpatibay ng pakete ng ilang maliliit na lugar na LED chips.
Ⅲ.Baguhin ang LED packaging materials at fluorescent materials.
Kaya posible bang ganap na mapabuti ang problema sa pagwawaldas ng init ng mga high-power LED white light na produkto sa pamamagitan ng tatlong pamamaraan sa itaas?Sa katunayan, ito ay kapansin-pansin!Una sa lahat, bagama't pinapataas natin ang lugar ng LED chip, makakakuha tayo ng mas maliwanag na pagkilos ng bagay (ilaw na dumadaan sa isang yunit ng oras) Ang bilang ng mga beam sa bawat unit area ay ang luminous flux, at ang unit ay ml).Ito ay mabuti para saindustriya ng LED.Umaasa kami na makamit ang puting liwanag na epekto na gusto namin, ngunit dahil ang aktwal na lugar ay masyadong malaki, mayroong ilang mga hindi produktibong phenomena sa proseso ng aplikasyon at istraktura.
Kaya imposible bang malutas ang problema ng high-power LED white light heat dissipation?Siyempre, hindi imposibleng malutas ito.Dahil sa mga negatibong problema na dulot ng simpleng pagtaas ng lugar ng chip, pinahusay ng mga tagagawa ng LED white light ang ibabaw ng high-power LED chip sa pamamagitan ng pag-encapsulate ng ilang maliliit na lugar na LED chips ayon sa pagpapabuti ng istraktura ng elektrod at ng flip-chip istraktura upang makamit ang 60lm./W mataas na luminous flux at mababang luminous na kahusayan na may mataas na pagwawaldas ng init.
Sa katunayan, may isa pang paraan na maaaring epektibong mapabuti ang problema sa pagwawaldas ng init ng mga high-power LED chips.Iyon ay upang palitan ang dating plastic o plexiglass ng silicone resin para sa puting light packaging material nito.Ang pagpapalit ng materyal sa packaging ay hindi lamang malulutas ang problema sa pagwawaldas ng init ng LED chip, ngunit mapabuti din ang buhay ng puting LED, na talagang pumapatay ng dalawang ibon sa isang bato.Ang gusto kong sabihin ay halos lahat ng high power white light LED na produkto tulad ng high power LED white light ay dapat gumamit ng silicone bilang encapsulation material.Bakit kailangang gamitin ang silica gel bilang packaging material sa high-power LED ngayon?Dahil ang silica gel ay sumisipsip ng mas mababa sa 1% ng liwanag ng parehong wavelength.Gayunpaman, ang rate ng pagsipsip ng epoxy resin sa 400-459nm light ay kasing taas ng 45%, at madaling magdulot ng malubhang pagkabulok ng liwanag dahil sa pagtanda na dulot ng pangmatagalang pagsipsip ng maikling wavelength na ilaw na ito.
Siyempre, sa aktwal na produksyon at buhay, magkakaroon ng maraming mga problema tulad ng pagwawaldas ng init ng high-power LED white light chips, dahil mas malawak ang paggamit ng high-power LED white light, mas malalalim at mahirap na mga problema ang gagawin. lumitaw!Ang mga katangian ng LED chips ay Lubhang mataas na init ay nabuo sa isang napakaliit na volume.Ang kapasidad ng init ng LED mismo ay napakaliit, kaya ang init ay dapat na isagawa sa pinakamabilis na bilis, kung hindi, isang mataas na temperatura ng junction ay bubuo.Upang mailabas ang init mula sa chip hangga't maaari, maraming mga pagpapabuti ang ginawa sa istraktura ng chip ng LED.Upang mapabuti ang pagwawaldas ng init ng LED chip mismo, ang pangunahing pagpapabuti ay ang paggamit ng materyal na substrate na may mas mahusay na thermal conductivity.
Ang pagsubaybay sa temperatura ng LED lamp ay maaari ding i-import sa micro-controller
Para sa pinahusay na anyo ng kapangyarihan ng NTC, kung nais mong makamit ang isang mas mahusay na disenyo, ito rin ay isang medyo pragmatic na diskarte upang magsagawa ng isang mas tumpak na disenyo ng kaligtasan gamit ang isang MCU.Sa proyekto ng pag-unlad, ang katayuan ng module ng LED light source ay maaaring nahahati sa kung ang ilaw ay Naka-off man o hindi, kasama ang logic ng programa na paghuhusga ng babala sa temperatura at pagsukat ng temperatura, ang isang mas perpektong mekanismo ng pamamahala ng matalinong pag-iilaw ay binuo. .
Halimbawa, kung mayroong babala sa temperatura ng lampara, ang temperatura ng module ay nasa loob pa rin ng isang katanggap-tanggap na saklaw sa pamamagitan ng pagsukat ng temperatura, at ang normal na paraan ay maaaring mapanatili upang natural na mawala ang operating temperatura sa pamamagitan ng heat sink.At kapag ipinaalam ng babala na ang sinusukat na temperatura ay umabot na sa benchmark para sa pagpapatupad ng isang aktibong mekanismo ng paglamig, dapat kontrolin ng MCU ang pagpapatakbo ng cooling fan.Katulad nito, kapag ang temperatura ay pumasok sa zone, ang mekanismo ng kontrol ay dapat na agad na patayin ang pinagmumulan ng ilaw, at sa parehong oras kumpirmahin muli ang temperatura 60 segundo o 180 segundo pagkatapos i-off ang system.Kapag ang temperatura ng LED solid-state light source module ay umabot sa isang normal na halaga, i-drive muli ang LED light source at patuloy na naglalabas ng liwanag.
Oras ng post: Nob-09-2022