LED-valgustite kuumutamise põhjused ja lahendused

Kütmise põhjused ja lahendusedLED tuled
Põhjus, miks LED kuumeneb, on selles, et lisanduv elektrienergia ei muutu mitte kõik valgusenergiaks, vaid osa sellest muundatakse soojusenergiaks. LED-i valgustõhusus on praegu vaid 100 lm / W ja selle elektrooptilise muundamise efektiivsus on ainult umbes 20–30%. See tähendab, et umbes 70% elektrienergiast muudetakse soojusenergiaks.
Täpsemalt, LED-ühenduse temperatuuri tekitamine on tingitud kahest tegurist:
1. Sisemine kvantefektiivsus ei ole kõrge, see tähendab, et elektronide ja aukude rekombineerimisel ei saa footoneid 100% genereerida, mida tavaliselt nimetatakse "voolulekkeks", mis vähendab kandjate rekombinatsioonikiirust PN piirkonnas. Lekkevool korrutatuna pingega on selle osa võimsus, mis muundatakse soojusenergiaks, kuid see osa ei arvesta põhikomponenti, sest sisemine footoni kasutegur on nüüd 90% lähedal.
2. Kõiki sees tekkivaid footoneid ei saa kiirata kiibi välisküljele ja lõpuks muundada soojuseks. See osa on põhiosa, sest praegune nn väline kvantefektiivsus on vaid umbes 30% ja suurem osa sellest muundatakse soojuseks.
Kuigi hõõglambi valgusefektiivsus on väga madal, vaid umbes 15lm/W, muundab see peaaegu kogu elektrienergia valgusenergiaks ja kiirgab selle välja. Kuna suurem osa kiirgusenergiast on infrapuna, on valgusefektiivsus väga madal, kuid see kõrvaldab jahutusprobleemi.
Soojuse hajutamise lahendused LED-valgustitele
Ledi soojuse hajumise lahendamine algab peamiselt kahest aspektist. Enne ja pärast pakkimist võib seda mõista kui LED-kiibi soojuse hajumist ja LED-lambi soojuse hajumist. Kuna igast LED-ist tehakse lamp, LED-südamik
Kiibi tekitatud soojus hajub alati läbi valgusti korpuse õhku. Kui soojuse hajumine ei ole hea, kuna LED-kiibi soojusmahtuvus on väga väike, tõstab väike soojuse akumulatsioon kiiresti kiibi ristmiku temperatuuri. Kui see töötab pikka aega kõrgel temperatuuril, lüheneb selle eluiga kiiresti. Siiski on palju võimalusi, kuidas seda soojust saab tegelikult kiibist välisõhku suunata. Täpsemalt, LED-kiibi tekitatud soojus väljub selle metallist jahutusradiaatorist, liigub esmalt läbi jootematerjali alumiiniumist substraadi PCB-le ja seejärel läbi termopasta alumiiniumist jahutusradiaatorisse. Seetõttu soojuse hajumineLED lambidsisaldab tegelikult kahte osa: soojusjuhtivust ja soojuse hajumist.
Kuid ka LED-lambi korpuse soojuseraldusel on erinevad valikud sõltuvalt võimsuse suurusest ja kasutuskohast. Peamiselt on olemas järgmised jahutusmeetodid:
1. Alumiiniumist soojuse hajutamise ribid: see on kõige levinum soojuse hajumise meetod, mille puhul kasutatakse korpuse osana alumiiniumist soojuse hajumise ribisid, et suurendada soojuse hajumise ala.
2. Soojust juhtiv plastkest: plastkesta survevalu ajal täitke soojusjuhtiv materjal, et suurendada plastkesta soojusjuhtivust ja soojuse hajumise võimet.
3. Õhu hüdrodünaamika: Lambi korpuse kuju kasutamine konvektsiooniõhu loomiseks, mis on madalaim viis soojuse hajumise suurendamiseks.
4. Ventilaatorit, pika elueaga suure tõhususega ventilaatorit kasutatakse lambi korpuse sees, et suurendada soojuse hajumist, madalate kuludega ja hea efektiga. Tülikam on aga ventilaatorit vahetada ja see ei sobi välitingimustes kasutamiseks. See disain on suhteliselt haruldane.
5. Soojustoru, kasutades soojustoru tehnoloogiat, et juhtida soojust LED-kiibilt kesta soojuse hajumise ribidele. See on levinud disain suurtes lampides, näiteks tänavavalgustites.
6. Pinna kiirguse soojuse hajumise töötlemine, lambi korpuse pinda töödeldakse kiirgussoojuse hajutamise töötlusega, mis võib kiirgusega soojust lambi korpuse pinnalt eemaldada.
Üldiselt on LED-ide valgusefektiivsus praegu veel suhteliselt madal, mistõttu ristmiku temperatuur tõuseb ja eluiga väheneb. Ristmiku temperatuuri vähendamiseks eluea pikendamiseks on vaja pöörata suurt tähelepanu soojuse hajumise probleemile.