Nhiệt độ tiếp giáp chip LED được tạo ra như thế nào?
Nguyên nhân khiến đèn LED nóng lên là do năng lượng điện bổ sung không được chuyển hóa hết thành năng lượng ánh sáng mà một phần được chuyển hóa thành nhiệt năng.Hiệu suất ánh sáng của đèn LED hiện chỉ là 100lm/W và hiệu suất chuyển đổi quang điện của nó chỉ khoảng 20 ~ 30%.Điều đó có nghĩa là, khoảng 70% năng lượng điện được biến thành năng lượng nhiệt.
Cụ thể, việc tạo ra nhiệt độ đường giao nhau của đèn LED là do hai yếu tố.
1. Hiệu suất lượng tử bên trong không cao, nghĩa là khi các electron và lỗ trống được tái hợp, các photon không thể được tạo ra 100%, thường được gọi là "rò rỉ dòng điện", làm giảm tốc độ tái hợp của các hạt tải điện trong vùng PN.Dòng rò nhân với điện áp là công suất của phần này, được chuyển thành năng lượng nhiệt, nhưng phần này không chiếm thành phần chính, vì hiệu suất photon bên trong hiện là gần 90%.
2. Các photon được tạo ra bên trong không thể phát ra bên ngoài chip và cuối cùng chuyển thành nhiệt.Phần này là phần chính, bởi vì hiệu suất lượng tử hiện tại được gọi là bên ngoài chỉ khoảng 30% và phần lớn được chuyển thành nhiệt.Mặc dù hiệu suất phát sáng của đèn sợi đốt rất thấp, chỉ khoảng 15lm/W nhưng nó chuyển hóa gần như toàn bộ năng lượng điện thành năng lượng ánh sáng và tỏa ra ngoài.Vì phần lớn năng lượng bức xạ là tia hồng ngoại nên hiệu suất phát sáng rất thấp nhưng loại bỏ được vấn đề làm mát.Hiện nay, ngày càng có nhiều người chú ý đến khả năng tản nhiệt của đèn LED.Điều này là do độ suy giảm ánh sáng hoặc tuổi thọ của đèn LED liên quan trực tiếp đến nhiệt độ đường giao nhau của nó.
Ứng dụng ánh sáng trắng LED công suất cao và giải pháp tản nhiệt chip LED
Ngày nay, các sản phẩm đèn LED ánh sáng trắng đang dần được đưa vào sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau.Mọi người cảm thấy thích thú tuyệt vời do ánh sáng trắng LED công suất cao mang lại và cũng lo lắng về các vấn đề thực tế khác nhau!Trước hết, từ bản chất của ánh sáng trắng LED công suất cao.LED công suất cao vẫn phát ra ánh sáng kém đồng đều, tuổi thọ của vật liệu bịt kín ngắn và đặc biệt là vấn đề tản nhiệt của chip LED rất khó giải quyết và không tận dụng được các ưu điểm ứng dụng như mong đợi của LED trắng.Thứ hai, từ giá thị trường của đèn LED trắng công suất cao.Đèn LED công suất cao ngày nay vẫn là một sản phẩm ánh sáng trắng quý tộc, bởi vì giá của các sản phẩm công suất cao vẫn còn quá cao và công nghệ vẫn cần được cải thiện, vì vậy không phải ai cũng có thể sử dụng các sản phẩm đèn LED trắng công suất cao. để sử dụng chúng.Chẳng hạn nhưmàn hình LED linh hoạt.Hãy giải quyết các vấn đề liên quan đến tản nhiệt LED công suất cao.
Trong những năm gần đây, với sự nỗ lực của các chuyên gia trong ngành, một số giải pháp cải tiến đã được đề xuất cho khả năng tản nhiệt của chip LED công suất cao:
Ⅰ.Tăng lượng ánh sáng phát ra bằng cách tăng diện tích chip LED.
Ⅱ.Áp dụng gói một số chip LED diện tích nhỏ.
Ⅲ.Thay đổi vật liệu đóng gói đèn LED và vật liệu huỳnh quang.
Vậy liệu có thể cải thiện hoàn toàn vấn đề tản nhiệt của các sản phẩm đèn LED trắng công suất cao thông qua 3 phương pháp trên?Trong thực tế, nó là nổi bật!Trước hết, mặc dù chúng ta tăng diện tích chip LED nhưng chúng ta có thể thu được quang thông nhiều hơn (ánh sáng đi qua một đơn vị thời gian) Số chùm tia trên một đơn vị diện tích là quang thông, đơn vị tính là ml).Nó tốt chongành công nghiệp đèn LED.Chúng tôi hy vọng đạt được hiệu ứng ánh sáng trắng như mong muốn, nhưng do diện tích thực tế quá lớn nên có một số hiện tượng phản tác dụng trong quy trình và cấu trúc ứng dụng.
Vì vậy, có thực sự không thể giải quyết vấn đề tản nhiệt ánh sáng trắng LED công suất cao?Tất nhiên, nó không phải là không thể giải quyết.Trước những vấn đề tiêu cực do chỉ tăng diện tích chip, các nhà sản xuất đèn LED trắng đã cải thiện bề mặt của chip LED công suất cao bằng cách bọc một số chip LED diện tích nhỏ theo sự cải tiến của cấu trúc điện cực và chip lật. cấu trúc để đạt được 60lm./W quang thông cao và hiệu suất phát sáng thấp với khả năng tản nhiệt cao.
Trên thực tế, có một phương pháp khác có thể cải thiện hiệu quả vấn đề tản nhiệt của chip LED công suất cao.Đó là thay thế nhựa hoặc plexiglass trước đây bằng nhựa silicon cho vật liệu đóng gói ánh sáng trắng của nó.Thay thế vật liệu đóng gói không chỉ có thể giải quyết vấn đề tản nhiệt của chip LED mà còn cải thiện tuổi thọ của đèn LED trắng, đây thực sự là một mũi tên trúng hai đích.Điều tôi muốn nói là hầu hết tất cả các sản phẩm đèn LED ánh sáng trắng công suất cao như đèn LED trắng công suất cao nên sử dụng silicone làm vật liệu bọc.Tại sao bây giờ phải sử dụng silica gel làm vật liệu đóng gói trong đèn LED công suất cao?Bởi vì silica gel hấp thụ ít hơn 1% ánh sáng có cùng bước sóng.Tuy nhiên, tốc độ hấp thụ của nhựa epoxy đối với ánh sáng 400-459nm cao tới 45% và dễ gây ra hiện tượng suy giảm ánh sáng nghiêm trọng do lão hóa do hấp thụ lâu dài ánh sáng bước sóng ngắn này.
Tất nhiên, trong thực tế sản xuất và đời sống, sẽ có nhiều vấn đề như tản nhiệt của chip đèn LED trắng công suất cao, bởi vì ứng dụng của đèn LED trắng công suất cao càng rộng rãi thì vấn đề càng sâu và khó hơn. xuất hiện!Đặc điểm của chip LED là tỏa nhiệt cực cao trong một thể tích rất nhỏ.Bản thân công suất tỏa nhiệt của đèn LED rất nhỏ nên nhiệt phải được dẫn ra ngoài với tốc độ nhanh nhất, nếu không sẽ sinh ra nhiệt độ đường giao nhau cao.Để rút nhiệt ra khỏi chip càng nhiều càng tốt, nhiều cải tiến đã được thực hiện trên cấu trúc chip của đèn LED.Để cải thiện khả năng tản nhiệt của chip LED, cải tiến chính là sử dụng vật liệu nền có tính dẫn nhiệt tốt hơn.
Giám sát nhiệt độ đèn LED cũng có thể được nhập vào bộ điều khiển vi mô
Đối với dạng năng lượng NTC được cải tiến, nếu bạn muốn đạt được một thiết kế tốt hơn, thì đó cũng là một cách tiếp cận tương đối thực dụng để thực hiện một thiết kế an toàn chính xác hơn với MCU.Trong dự án phát triển, trạng thái của mô-đun nguồn sáng LED có thể được chia thành đèn có tắt hay không, với phán đoán logic của chương trình về cảnh báo nhiệt độ và đo nhiệt độ, cơ chế quản lý ánh sáng thông minh hoàn hảo hơn được xây dựng .
Ví dụ: nếu có cảnh báo nhiệt độ đèn, nhiệt độ của mô-đun vẫn nằm trong phạm vi chấp nhận được thông qua phép đo nhiệt độ và có thể duy trì cách thông thường để tản nhiệt hoạt động một cách tự nhiên qua tản nhiệt.Và khi cảnh báo cho biết nhiệt độ đo được đã đạt chuẩn để thực hiện cơ chế làm mát chủ động thì MCU phải điều khiển hoạt động của quạt làm mát.Tương tự, khi nhiệt độ đi vào vùng, cơ chế điều khiển sẽ tắt nguồn sáng ngay lập tức, đồng thời xác nhận lại nhiệt độ sau 60 giây hoặc 180 giây sau khi tắt hệ thống.Khi nhiệt độ của mô-đun nguồn sáng thể rắn LED đạt đến giá trị bình thường, hãy điều khiển lại nguồn sáng LED và tiếp tục phát ra ánh sáng.
Thời gian đăng: Nov-09-2022