Vzroki in rešitve segrevanja LED luči

Vzroki in rešitve segrevanjaLED luči
Razlog, zakaj se LED segreva, je v tem, da se dodana električna energija ne pretvori vsa v svetlobno energijo, ampak se del pretvori v toplotno energijo. Svetlobni izkoristek LED je trenutno samo 100 lm/W, izkoristek elektro-optične pretvorbe pa le približno 20–30 %. To pomeni, da se približno 70 % električne energije pretvori v toplotno energijo.
Natančneje, ustvarjanje temperature spoja LED povzročata dva dejavnika:
1. Notranja kvantna učinkovitost ni visoka, to pomeni, da ko se elektroni in luknje rekombinirajo, fotonov ni mogoče ustvariti 100 %, kar se običajno imenuje "uhajanje toka", kar zmanjša stopnjo rekombinacije nosilcev v PN regiji. Tok uhajanja, pomnožen z napetostjo, je moč tega dela, ki se pretvori v toplotno energijo, vendar ta del ne upošteva glavne komponente, ker je izkoristek notranjega fotona zdaj blizu 90 %.
2. Fotoni, ki nastanejo v notranjosti, ne morejo biti vsi oddani na zunanjo stran čipa in končno pretvorjeni v toploto. Ta del je glavni del, saj je trenutna tako imenovana zunanja kvantna učinkovitost le okoli 30 %, večina pa se pretvori v toploto.
Čeprav je svetlobni izkoristek žarnice z žarilno nitko zelo nizek, le približno 15 lm/W, skoraj vso električno energijo pretvori v svetlobno energijo in jo oddaja. Ker je večina sevalne energije infrardeče, je svetlobni izkoristek zelo nizek, vendar odpravlja problem hlajenja.
Rešitve za odvajanje toplote za LED svetila
Reševanje odvajanja toplote Led se v glavnem začne z dveh vidikov. Pred in po pakiranju se lahko razume kot odvajanje toplote LED čipa in odvajanje toplote LED žarnice. Ker bo vsaka LED izdelana v svetilko, jedro LED
Toplota, ki jo ustvari čip, se skozi ohišje svetilke vedno odvaja v zrak. Če odvajanje toplote ni dobro, ker je toplotna kapaciteta LED čipa zelo majhna, bo malo akumulacije toplote hitro povečalo temperaturo spoja čipa. Če dlje časa deluje pri visoki temperaturi, se mu življenjska doba hitro skrajša. Vendar obstaja veliko načinov, kako se lahko ta toplota dejansko usmeri iz čipa v zunanji zrak. Natančneje, toplota, ki jo ustvari LED-čip, izhaja iz njegovega kovinskega hladilnega telesa, najprej preide skozi spajkanje na tiskano vezje aluminijastega substrata in nato skozi termalno pasto do aluminijastega hladilnega telesa. Zato je odvajanje toploteLED svetilkepravzaprav vključuje dva dela: prevajanje toplote in odvajanje toplote.
Vendar bo tudi odvajanje toplote ohišja LED svetilke imelo različne izbire glede na velikost moči in kraj uporabe. Obstajajo predvsem naslednji načini hlajenja:
1. Aluminijasta rebra za odvajanje toplote: To je najpogostejša metoda odvajanja toplote, pri kateri se kot del ohišja uporabljajo aluminijasta rebra za odvajanje toplote za povečanje površine odvajanja toplote.
2. Toplotno prevodna plastična lupina: napolnite toplotno prevodni material med brizganjem plastične lupine, da povečate toplotno prevodnost in zmogljivost odvajanja toplote plastične lupine.
3. Hidrodinamika zraka: uporaba oblike ohišja svetilke za ustvarjanje konvekcijskega zraka, kar je najcenejši način za izboljšanje odvajanja toplote.
4. Ventilator, visoko učinkovit ventilator z dolgo življenjsko dobo se uporablja znotraj ohišja svetilke za izboljšanje odvajanja toplote, z nizkimi stroški in dobrim učinkom. Vendar pa je bolj težavna zamenjava ventilatorja in ni primeren za uporabo na prostem. Ta oblika je razmeroma redka.
5. Toplotna cev, ki uporablja tehnologijo toplotne cevi za prevajanje toplote od LED čipa do reber za odvajanje toplote na ohišju. To je običajna zasnova velikih svetilk, kot so ulične svetilke.
6. Obdelava odvajanja toplote zaradi površinskega sevanja, površina ohišja žarnice je obdelana z obdelavo odvajanja toplote zaradi sevanja, ki lahko s sevanjem odvzame toploto s površine ohišja žarnice.
Na splošno je svetlobni izkoristek LED diod trenutno še razmeroma nizek, kar povzroča dvig temperature spoja in zmanjšanje življenjske dobe. Da bi zmanjšali temperaturo spoja in povečali življenjsko dobo, je treba posvetiti veliko pozornost problemu odvajanja toplote.