Heute, mit der rasanten Entwicklung von LEDs, machen sich Hochleistungs-LEDs diesen Trend zunutze. Das größte technische Problem der Hochleistungs-LED-Beleuchtung ist derzeit die Wärmeableitung. Eine schlechte Wärmeableitung führt zu LED-Antriebsleistung und Elektrolytkondensatoren. Es ist ein kurzes Brett für die Weiterentwicklung der LED-Beleuchtung geworden. Der Grund für die vorzeitige Alterung der LED-Lichtquelle.
Im Lampenschema mit LED-Lichtquelle ist die Hitze sehr stark, da die LED-Lichtquelle in einem Betriebszustand mit niedriger Spannung (VF = 3,2 V) und hohem Strom (IF = 300–700 mA) arbeitet. Der Raum herkömmlicher Lampen ist eng und es ist für den Heizkörper mit kleiner Fläche schwierig, Wärme schnell abzuleiten. Trotz der Einführung verschiedener Kühlsysteme sind die Ergebnisse unbefriedigend und LED-Beleuchtungslampen sind zu einem Problem geworden, für das es keine Lösung gibt.
Derzeit werden nach dem Einschalten der LED-Lichtquelle 20–30 % der elektrischen Energie in Lichtenergie und etwa 70 % der elektrischen Energie in Wärmeenergie umgewandelt. Daher ist es die Schlüsseltechnologie des LED-Lampenstrukturdesigns, so viel Wärmeenergie so schnell wie möglich zu exportieren. Die Wärmeenergie muss durch Wärmeleitung, Wärmekonvektion und Wärmestrahlung abgeführt werden.
Lassen Sie uns nun analysieren, welche Faktoren das Auftreten einer LED-Verbindungstemperatur verursachen:
1. Die interne Effizienz der beiden ist nicht hoch. Wenn das Elektron mit dem Loch kombiniert wird, kann das Photon nicht zu 100 % erzeugt werden, was normalerweise die Trägerrekombinationsrate des PN-Bereichs aufgrund von „Stromverlust“ verringert. Der Leckstrom multipliziert mit der Spannung ergibt die Leistung dieses Teils. Das heißt, es wandelt sich in Wärme um, dieser Teil nimmt jedoch nicht den Hauptbestandteil ein, da der Wirkungsgrad der internen Photonen bereits bei nahezu 90 % liegt.
2. Keines der im Inneren erzeugten Photonen kann außerhalb des Chips schießen, und einer der Hauptgründe dafür, dass diese letztendlich in Wärmeenergie umgewandelt werden, ist, dass diese sogenannte externe Quanteneffizienz nur etwa 30 % beträgt, von denen der größte Teil in Wärmeenergie umgewandelt wird Hitze.
Daher ist die Wärmeableitung ein wichtiger Faktor, der die Lichtintensität von LED-Lampen beeinflusst. Der Kühlkörper kann das Wärmeableitungsproblem von LED-Lampen mit geringer Beleuchtung lösen, aber ein Kühlkörper kann das Wärmeableitungsproblem von Hochleistungslampen nicht lösen.
LED-Kühllösungen:
Die Wärmeableitung von LEDs basiert hauptsächlich auf zwei Aspekten: der Wärmeableitung des LED-Chips vor und nach dem Gehäuse und der Wärmeableitung der LED-Lampe. Die Wärmeableitung des LED-Chips hängt hauptsächlich mit der Auswahl des Substrats und der Schaltung zusammen, da jede LED eine Lampe herstellen kann, sodass die vom LED-Chip erzeugte Wärme schließlich über das Lampengehäuse an die Luft abgegeben wird. Wenn die Wärme nicht gut abgeleitet wird, ist die Wärmekapazität des LED-Chips sehr gering. Wenn sich also etwas Wärme ansammelt, steigt die Verbindungstemperatur des Chips schnell an, und wenn er längere Zeit bei hohen Temperaturen arbeitet, steigt die Temperatur Die Lebensdauer wird sich rapide verkürzen.
Im Allgemeinen können Heizkörper in aktive Kühlung und passive Kühlung unterteilt werden, je nachdem, wie die Wärme vom Heizkörper abgeführt wird. Bei der passiven Wärmeableitung wird die Wärme der LED-Lichtquelle der Wärmequelle auf natürliche Weise über den Kühlkörper an die Luft abgegeben. und der Wärmeableitungseffekt ist proportional zur Größe des Kühlkörpers. Bei der aktiven Kühlung wird die vom Kühlkörper abgegebene Wärme zwangsweise durch ein Kühlgerät wie einen Lüfter abgeführt. Es zeichnet sich durch eine hohe Wärmeableitungseffizienz und eine geringe Größe des Geräts aus. Die aktive Kühlung kann in Luftkühlung, Flüssigkeitskühlung, Wärmerohrkühlung, Halbleiterkühlung, chemische Kühlung usw. unterteilt werden.
Im Allgemeinen sollten gewöhnliche luftgekühlte Heizkörper natürlich Metall als Material für den Heizkörper wählen. Daher sind in der Entwicklungsgeschichte von Heizkörpern auch folgende Materialien aufgetaucht: Heizkörper aus reinem Aluminium, Heizkörper aus reinem Kupfer und Kupfer-Aluminium-Kombinationstechnologie.
Die Gesamtlichtausbeute der LED ist gering, daher ist die Verbindungstemperatur hoch, was zu einer verkürzten Lebensdauer führt. Um die Lebensdauer zu verlängern und die Temperatur der Verbindung zu senken, muss auf das Problem der Wärmeableitung geachtet werden.