Як генерується температура спаю світлодіодного чіпа?
Причина, чому світлодіод нагрівається, полягає в тому, що додана електрична енергія не вся перетворюється на світлову енергію, але частина її перетворюється на теплову енергію.Світлова ефективність світлодіода на даний момент становить лише 100 лм/Вт, а його електрооптична ефективність перетворення становить лише близько 20–30%.Тобто близько 70% електричної енергії перетворюється на тепло.
Зокрема, генерація температури спаю світлодіодів викликана двома факторами.
1. Внутрішня квантова ефективність невисока, тобто, коли електрони та дірки рекомбінуються, фотони не можуть бути генеровані на 100%, що зазвичай називають «витоком струму», що зменшує швидкість рекомбінації носіїв в області PN.Струм витоку, помножений на напругу, є потужністю цієї частини, яка перетворюється на теплову енергію, але ця частина не враховує основну складову, тому що ефективність внутрішнього фотона зараз близька до 90%.
2. Фотони, що утворюються всередині, не можуть випромінюватися назовні чіпа та перетворюватися на тепло.Ця частина є основною, оскільки поточна квантова ефективність, яка називається зовнішньою, становить лише близько 30%, і більша частина її перетворюється на тепло.Хоча світлова ефективність лампи розжарювання дуже низька, лише близько 15 лм/Вт, вона перетворює майже всю електричну енергію на світлову енергію та випромінює її.Оскільки більшість випромінюваної енергії є інфрачервоним, ефективність світла дуже низька, але це усуває проблему охолодження.Зараз все більше людей звертають увагу на тепловіддачу світлодіодів.Це пояснюється тим, що загасання світла або термін служби світлодіода безпосередньо пов’язані з температурою його переходу.
Застосування білого світлодіодного світла високої потужності та рішення для розсіювання тепла світлодіодним чіпом
Сьогодні світлодіодні вироби білого світла поступово вводяться в використання в різних сферах.Люди відчувають дивовижне задоволення від потужного світлодіодного білого світла, а також хвилюються різними практичними проблемами!Перш за все, від природи самого потужного світлодіодного білого світла.Потужні світлодіоди все ще страждають від поганої рівномірності випромінювання світла, короткого терміну служби ущільнювальних матеріалів і особливо проблеми розсіювання тепла світлодіодних чіпів, яку важко вирішити, і не можуть скористатися очікуваними перевагами застосування білого світлодіода.По-друге, від ринкової ціни світлодіодного білого світла високої потужності.Сьогоднішній потужний світлодіод все ще залишається аристократичним продуктом білого світла, тому що ціна потужних продуктів все ще занадто висока, і технологія все ще потребує вдосконалення, тому високопотужні світлодіодні продукти білого кольору не можуть використовуватися будь-ким, хто хоче використовувати їх.Як отгнучкий світлодіодний дисплей.Давайте розберемо пов’язані проблеми розсіювання тепла світлодіодів високої потужності.
Останніми роками зусиллями галузевих експертів було запропоновано кілька рішень для поліпшення тепловіддачі потужних світлодіодних чіпів:
Ⅰ.Збільште кількість випромінюваного світла, збільшивши площу світлодіодного чіпа.
Ⅱ.Прийміть пакет із кількох світлодіодних мікросхем малої площі.
Ⅲ.Замініть світлодіодні пакувальні матеріали та люмінесцентні матеріали.
Отже, чи можливо повністю покращити проблему розсіювання тепла високопотужних світлодіодних виробів з білим світлом за допомогою вищевказаних трьох методів?Справді, це вражає!Перш за все, хоча ми збільшуємо площу світлодіодного чіпа, ми можемо отримати більший світловий потік (світло, що проходить через одиницю часу). Кількість променів на одиницю площі є світловим потоком, а одиницею є мл).Це добре дляСвітлодіодна промисловість.Ми сподіваємося досягти бажаного ефекту білого світла, але оскільки фактична площа завелика, є деякі контрпродуктивні явища в процесі нанесення та структурі.
То чи справді неможливо вирішити проблему розсіювання тепла білого світла потужних світлодіодів?Звичайно, вирішити це неможливо.З огляду на негативні проблеми, викликані простим збільшенням площі мікросхеми, виробники світлодіодного білого світла покращили поверхню потужного світлодіодного чіпа, інкапсулюючи кілька світлодіодних чіпів малої площі відповідно до вдосконалення структури електродів і фліп-чіпа. структура для досягнення 60 лм./Вт високий світловий потік і низька світлова віддача з високим тепловиділенням.
Насправді існує інший метод, який може ефективно вирішити проблему розсіювання тепла потужних світлодіодних мікросхем.Тобто замінити попередній пластик або оргскло на силіконову смолу для білого легкого пакувального матеріалу.Заміна пакувального матеріалу може не тільки вирішити проблему розсіювання тепла світлодіодного чіпа, але й подовжити термін служби білого світлодіода, який справді вбиває двох зайців одним пострілом.Я хочу сказати, що майже всі потужні світлодіодні продукти білого світла, такі як біле світлодіодне світло високої потужності, мають використовувати силікон як матеріал для інкапсуляції.Чому силікагель зараз повинен використовуватися як пакувальний матеріал для потужних світлодіодів?Оскільки силікагель поглинає менше 1% світла тієї ж довжини хвилі.Однак швидкість поглинання епоксидною смолою світла з довжиною хвилі 400-459 нм досягає 45%, і це легко спричинити серйозне погіршення світла через старіння, викликане тривалим поглинанням цього короткохвильового світла.
Звичайно, у фактичному виробництві та житті буде багато проблем, таких як розсіювання тепла високопотужних світлодіодних мікросхем білого світла, оскільки чим ширше буде застосування потужного світлодіодного білого світла, тим більш глибокими та складнішими будуть проблеми з'явитися!Характеристики світлодіодних чіпів: Надзвичайно висока теплота виділяється в дуже малому обсязі.Теплоємність самого світлодіода дуже мала, тому тепло має відводитися з максимальною швидкістю, інакше буде створена висока температура переходу.Для того, щоб якомога більше відводити тепло від чіпа, було внесено багато вдосконалень у структуру чіпа світлодіода.Щоб покращити тепловіддачу самого світлодіодного чіпа, основним удосконаленням є використання матеріалу підкладки з кращою теплопровідністю.
Моніторинг температури світлодіодної лампи також можна імпортувати в мікроконтролер
Для вдосконаленої форми живлення NTC, якщо ви хочете досягти кращого дизайну, це також відносно прагматичний підхід, щоб виконати більш точний дизайн безпеки з MCU.У проекті розробки статус модуля світлодіодного джерела світла можна розділити на те, чи світло вимкнено чи ні, за допомогою логіки програмної оцінки попередження про температуру та вимірювання температури створюється більш досконалий розумний механізм керування освітленням. .
Наприклад, якщо є попередження про температуру лампи, температура модуля все ще знаходиться в прийнятному діапазоні за допомогою вимірювання температури, і можна підтримувати нормальний спосіб для природного розсіювання робочої температури через радіатор.І коли попередження інформує, що виміряна температура досягла контрольної позначки для реалізації активного механізму охолодження, MCU повинен контролювати роботу вентилятора охолодження.Так само, коли температура потрапляє в зону, механізм управління повинен негайно вимкнути джерело світла, і в той же час знову підтвердити температуру через 60 секунд або 180 секунд після вимкнення системи.Коли температура світлодіодного модуля твердотільного джерела світла досягне нормального значення, знову запустіть світлодіодне джерело світла та продовжуйте випромінювати світло.
Час публікації: 09 листопада 2022 р