Przyczyny i rozwiązania nagrzewania się lamp LED

Przyczyny i rozwiązania nagrzewaniaŚwiatła ledowe
Powodem nagrzewania się diody LED jest to, że dodana energia elektryczna nie jest w całości przekształcana w energię świetlną, ale jej część zamieniana jest w energię cieplną. Wydajność świetlna diod LED wynosi obecnie tylko 100 lm/W, a sprawność konwersji elektrooptycznej wynosi tylko około 20 ~ 30%. Oznacza to, że około 70% energii elektrycznej zamieniane jest na energię cieplną.
W szczególności wytwarzanie temperatury złącza LED jest spowodowane dwoma czynnikami:
1. Wewnętrzna wydajność kwantowa nie jest wysoka, to znaczy, że podczas rekombinacji elektronów i dziur nie można wygenerować fotonów w 100%, co zwykle określa się mianem „upływu prądu”, co zmniejsza szybkość rekombinacji nośników w obszarze PN. Prąd upływowy pomnożony przez napięcie to moc tej części, która zamieniana jest na energię cieplną, ale ta część nie uwzględnia głównego składnika, ponieważ wewnętrzna wydajność fotonów jest obecnie bliska 90%.
2. Fotony generowane wewnątrz nie mogą zostać w całości wyemitowane na zewnątrz chipa i ostatecznie zamienione na ciepło. Ta część jest częścią główną, ponieważ obecna tzw. zewnętrzna wydajność kwantowa wynosi tylko około 30%, a większość z niej zamieniana jest na ciepło.
Chociaż skuteczność świetlna żarówki jest bardzo niska, tylko około 15 lm/W, przekształca ona prawie całą energię elektryczną w energię świetlną i emituje ją. Ponieważ większość energii promieniowania to podczerwień, skuteczność świetlna jest bardzo niska, ale eliminuje to problem chłodzenia.
Rozwiązania do odprowadzania ciepła dla opraw oświetleniowych LED
Rozwiązanie problemu rozpraszania ciepła przez diody LED zaczyna się głównie od dwóch aspektów. Przed i po zapakowaniu można to rozumieć jako rozpraszanie ciepła chipa LED i rozpraszanie ciepła lampy LED. Ponieważ każda dioda LED zostanie przekształcona w lampę, rdzeń LED
Ciepło generowane przez chip zawsze jest oddawane do powietrza poprzez obudowę oprawy. Jeśli rozpraszanie ciepła nie jest dobre, ponieważ pojemność cieplna chipa LED jest bardzo mała, niewielka akumulacja ciepła szybko zwiększy temperaturę złącza chipa. Jeśli będzie długo pracować w wysokiej temperaturze, jego żywotność szybko się skróci. Istnieje jednak wiele sposobów na skierowanie tego ciepła z chipa na zewnątrz. W szczególności ciepło generowane przez chip LED wychodzi z metalowego radiatora, najpierw przechodzi przez lut do płytki drukowanej aluminiowego podłoża, a następnie przechodzi przez pastę termoprzewodzącą do aluminiowego radiatora. Dlatego też odprowadzanie ciepłaLampy LEDw rzeczywistości składa się z dwóch części: przewodzenia ciepła i rozpraszania ciepła.
Jednakże rozpraszanie ciepła przez obudowę lampy LED również będzie się różnić w zależności od wielkości mocy i miejsca zastosowania. Istnieją głównie następujące metody chłodzenia:
1. Aluminiowe żebra rozpraszające ciepło: Jest to najpopularniejsza metoda rozpraszania ciepła, wykorzystująca aluminiowe żebra rozpraszające ciepło jako część obudowy w celu zwiększenia obszaru rozpraszania ciepła.
2. Osłona z tworzywa sztucznego przewodząca ciepło: Wypełnij materiał przewodzący ciepło podczas formowania wtryskowego powłoki z tworzywa sztucznego, aby zwiększyć przewodność cieplną i zdolność rozpraszania ciepła powłoki z tworzywa sztucznego.
3. Hydrodynamika powietrza: wykorzystanie kształtu obudowy lampy do wytworzenia powietrza konwekcyjnego, co jest najtańszym sposobem na poprawę rozpraszania ciepła.
4. W obudowie lampy zastosowano wentylator o dużej wydajności i długiej żywotności, który poprawia odprowadzanie ciepła przy niskim koszcie i dobrym efekcie. Wymiana wentylatora jest jednak bardziej kłopotliwa i nie nadaje się do użytku na zewnątrz. Ten projekt jest stosunkowo rzadki.
5. Rurka cieplna wykorzystująca technologię rurki cieplnej do przewodzenia ciepła z chipa LED do żeberek rozpraszających ciepło obudowy. Jest to powszechna konstrukcja w dużych lampach, takich jak latarnie uliczne.
6. Obróbka polegająca na rozpraszaniu ciepła przez promieniowanie powierzchniowe. Powierzchnia obudowy lampy jest poddawana obróbce polegającej na rozpraszaniu ciepła przez promieniowanie, która może odbierać ciepło z powierzchni obudowy lampy poprzez promieniowanie.
Ogólnie rzecz biorąc, skuteczność świetlna diod LED jest obecnie nadal stosunkowo niska, co powoduje wzrost temperatury złącza i zmniejszenie żywotności. Aby obniżyć temperaturę złącza i zwiększyć jego żywotność, należy zwrócić szczególną uwagę na problem rozpraszania ciepła.