Oggi, con il rapido sviluppo dei LED, i LED ad alta potenza stanno approfittando di questa tendenza.Al momento, il problema tecnico più grande dell’illuminazione a LED ad alta potenza è la dissipazione del calore.Una scarsa dissipazione del calore porta alla potenza di pilotaggio del LED e ai condensatori elettrolitici.È diventata una tavola corta per l'ulteriore sviluppo dell'illuminazione a LED.Il motivo dell'invecchiamento precoce della sorgente luminosa a LED.
Nello schema della lampada si utilizza la sorgente luminosa a LED, poiché la sorgente luminosa a LED funziona in uno stato di funzionamento a bassa tensione (VF = 3,2 V) e corrente elevata (IF = 300-700 mA), quindi il calore è molto intenso.Lo spazio delle lampade tradizionali è ristretto ed è difficile per il radiatore di una piccola area esportare rapidamente il calore.Nonostante l'adozione di diversi schemi di raffreddamento, i risultati sono insoddisfacenti e le lampade a LED sono diventate un problema senza soluzione.
Attualmente, dopo l'accensione della sorgente luminosa a LED, il 20%-30% dell'energia elettrica viene convertito in energia luminosa e circa il 70% dell'energia elettrica viene convertito in energia termica.Pertanto, la tecnologia chiave della progettazione della struttura della lampada a LED è quella di esportare così tanta energia termica il prima possibile.L'energia termica deve essere dissipata attraverso la conduzione del calore, la convezione del calore e l'irraggiamento del calore.
Analizziamo ora quali fattori causano il verificarsi della temperatura del giunto LED:
1. L'efficienza interna dei due non è elevata.Quando l’elettrone è combinato con la lacuna, il fotone non può essere generato al 100%, il che di solito riduce il tasso di ricombinazione dei portatori della regione PN a causa della “dispersione di corrente”.La corrente di dispersione moltiplicata per la tensione costituisce la potenza di questa parte.Cioè si converte in calore, ma questa parte non occupa la componente principale, perché l'efficienza dei fotoni interni è già vicina al 90%.
2. Nessuno dei fotoni generati all'interno può essere sparato all'esterno del chip, e parte del motivo principale per cui questo viene infine convertito in energia termica è che questa, chiamata efficienza quantistica esterna, è solo del 30% circa, la maggior parte della quale viene convertita in energia termica. Calore.
Pertanto, la dissipazione del calore è un fattore importante che influenza l’intensità luminosa delle lampade a LED.Il dissipatore di calore può risolvere il problema della dissipazione del calore delle lampade LED a bassa illuminazione, ma un dissipatore di calore non può risolvere il problema della dissipazione del calore delle lampade ad alta potenza.
Soluzioni di raffreddamento LED:
La dissipazione del calore dei Led parte principalmente da due aspetti: la dissipazione del calore del chip Led prima e dopo il package e la dissipazione del calore della lampada Led.La dissipazione del calore del chip LED è principalmente correlata al processo di selezione del substrato e del circuito, poiché qualsiasi LED può creare una lampada, quindi il calore generato dal chip LED viene infine disperso nell'aria attraverso l'alloggiamento della lampada.Se il calore non è ben dissipato, la capacità termica del chip LED sarà molto piccola, quindi se si accumula un po' di calore, la temperatura di connessione del chip aumenterà rapidamente e, se funziona a lungo ad alta temperatura, il la durata della vita sarà ridotta rapidamente.
In generale, i radiatori possono essere suddivisi in raffreddamento attivo e raffreddamento passivo in base al modo in cui il calore viene rimosso dal radiatore. La dissipazione del calore passiva consiste nel dissipare naturalmente il calore della sorgente luminosa a LED della fonte di calore nell'aria attraverso il dissipatore di calore, e l'effetto di dissipazione del calore è proporzionale alla dimensione del dissipatore di calore. Il raffreddamento attivo consiste nel rimuovere con la forza il calore emesso dal dissipatore di calore attraverso un dispositivo di raffreddamento come una ventola.È caratterizzato da un'elevata efficienza di dissipazione del calore e da dimensioni ridotte del dispositivo. Il raffreddamento attivo può essere suddiviso in raffreddamento ad aria, raffreddamento a liquido, raffreddamento a tubi di calore, raffreddamento a semiconduttore, raffreddamento chimico e così via.
In generale, i normali radiatori raffreddati ad aria dovrebbero naturalmente scegliere il metallo come materiale del radiatore.Pertanto, nella storia dello sviluppo dei radiatori, sono comparsi anche i seguenti materiali: radiatori in alluminio puro, radiatori in rame puro e tecnologia combinata rame-alluminio.
L'efficienza luminosa complessiva del LED è bassa, quindi la temperatura del giunto è elevata, con conseguente durata ridotta.Per prolungare la vita e ridurre la temperatura del giunto è necessario prestare attenzione al problema della dissipazione del calore.