4 نکته فنی کنترل دمای کار LED پرقدرت

کاربرد تجهیزات روشنایی LED پرقدرت روز به روز گسترده تر می شود و روشنایی نور LED پرقدرت در واقع متناسب با جریان آن است و جریان رو به جلو LED پرقدرت نیز با تغییرات دما تغییر می کند. امروز، همه را با دلیل دمای گره LED و روش اتلاف حرارت منبع روشنایی نیمه هادی LED آشنا می کنم. در دهه های اخیر توسعه، راندمان روشنایی LED بیشتر و بیشتر شده است، هزینه کمتر و کمتر می شود و رنگ ها غنی تر و غنی تر شده اند. این باعث می شود LED های پرقدرت به عنوان یک منبع تمیز کننده کارآمد، صرفه جویی در انرژی، سازگار با محیط زیست و ایمن در آینده نزدیک تبدیل شوند. با این حال، مشکل اتلاف گرما چراغ‌های ال‌ای‌دی پرقدرت هنوز یک گلوگاه بزرگ توسعه در کاربرد آن در زمینه روشنایی است. این یک دلیل مهم برای محدود کردن نسل جدید منابع روشنایی آن است. داده‌های تحقیقاتی نشان می‌دهند که وقتی تراشه LED دارای نور درخشانی باشد، زمانی که دمای گره تراشه LED 25 درجه سانتیگراد است، سپس هنگامی که دمای گره به 60 درجه سانتیگراد افزایش می‌یابد، مقدار نور آن تنها 90٪ خواهد بود. هنگامی که دمای گره به 100 درجه سانتیگراد برسد، به 80 درصد کاهش می یابد. ۱۴۰ سی فقط 70 درصد است. مشاهده می شود که بهبود دمای گره کنترل اتلاف حرارت برای بهبود بازده نوری آن بسیار مهم است. اگر مشکل اتلاف حرارت چراغ های LED پرقدرت حل نشود، دمای کار چراغ های LED افزایش می یابد و دمای گره افزایش می یابد، که باعث می شود کروما LED افست شود، شاخص رندر رنگ کاهش می یابد، دمای رنگ افزایش می یابد. ، راندمان ساطع نور کاهش می یابد و عمر مفید آن کوتاه می شود. روشنایی نور LED پرقدرت در واقع متناسب با جریان آن است. اگر شار نوری خروجی LED پرقدرت کنترل شود، معادل کنترل روشنایی نور آن است. جریان مثبت LED های پرقدرت نیز با دما تغییر می کند. هنگامی که دمای محیط از مقدار معینی بیشتر شود (ما دمای ایمنی می نامیم)، جریان رو به جلو LED به طور ناگهانی کاهش می یابد. در این زمان، اگر جریان به افزایش ادامه دهد، باعث کاهش عمر LED می شود. بنابراین در این زمان باید اقدامات مربوطه انجام شود. هنگامی که جریان ورودی لامپ حباب و دمای اطراف تغییر می کند، جریان مثبت LED پرقدرت را می توان به موقع کنترل کرد. از فناوری جبران دما برای تنظیم دینامیکی جریان خروجی با توجه به دمای محیط استفاده کنید و دمای LED را در زمان واقعی نظارت کنید تا LED پرقدرت در شرایط دمای بالا به طور خودکار جریان آن را کاهش دهد. 1. وضعیت فعلی محصولات روشنایی LED پرقدرت "تراشه - بستر آلومینیوم - حالت ساختار سه لایه رادیاتور" توسط اکثر وسایل روشنایی LED پرقدرت در بازار فعلی استفاده می شود، یعنی اولین تراشه بسته بندی روی بسترهای آلومینیومی یک ماژول منبع نور LED را تشکیل دهید و سپس ماژول منبع نور را روی رادیاتور نصب کنید تا بتوانید یک چراغ روشنایی LED با قدرت بالا بسازید. در حال حاضر، استفاده اولیه از LED ها برای نمایش چراغ ها و نشانگرها به عنوان یک سیستم مدیریت حرارتی برای LED های پرقدرت استفاده می شود. این حالت مدیریت حرارتی به استفاده از LED با قدرت کم محدود می شود. روشنایی LED پرقدرت که توسط حالت ساختار سه لایه تهیه شده است، هنوز مکان های غیر منطقی زیادی از نظر ساختار سیستم وجود دارد، مانند دمای گره بالا، راندمان اتلاف حرارت پایین، مقاومت حرارتی تماس بیشتر بین سازه ها، راندمان اتلاف گرما کمتر، مقاومت حرارتی تماس بیشتر در نتیجه، گرمای آزاد شده توسط تراشه نمی تواند به طور موثر پخش و صادر شود، و در نتیجه نور LED محو می شود، اثر نور کم، و عمر کوتاه است. با توجه به محدودیت های بسیاری از عوامل مانند ساختار، هزینه و مصرف برق، نورپردازی LED پرقدرت برای اتخاذ مکانیسم اتلاف گرمای فعال دشوار است و فقط می تواند مکانیسم اتلاف گرمای غیرفعال را اتخاذ کند، اما اتلاف حرارت غیرفعال محدودیت های زیادی دارد. و راندمان تبدیل انرژی فعلی LED ها هنوز موثر است نه زیاد، حدود 70 درصد از توان ورودی را می توان به گرما تبدیل کرد، حتی اگر اثر نور تا 40 درصد افزایش یابد، انرژی به گرما تبدیل می شود. افزایش درجه اتلاف گرما بدون در نظر گرفتن اتلاف گرما دشوار است. 2. ویژگی های منابع نور روشنایی LED با لامپ های فلورسنت سنتی، لامپ های رشته ای و لامپ های هالوژن متفاوت است. منابع نور نور نیمه هادی LED از مواد نیمه هادی و متشکل از PN ساخته شده اند. نقاط طب سوزنی مبتنی بر الکترونیک، نور مرئی را از طریق کامپوزیت، PN هدایت مثبت تانگ، قطع معکوس تولید می‌کنند که ناحیه N مربوط به الکترود منفی و ناحیه P مربوط به قطب مثبت است. منابع نور نیمه هادی LED دارای مزایای بازده ساطع نور بالا، زمان پاسخ کوتاه، حجم کم، صرفه جویی در انرژی و مزایای دیگر هستند. علاوه بر این، ویژگی های منابع روشنایی سنتی را نیز دارد: 2.1 دارای ویژگی های دستگاه های نیمه هادی PN مشابه است: 1) جریان مثبت و ولتاژ رو به جلو ضرایب دمایی منفی هستند که با افزایش دما کاهش می یابد. 2) ولتاژ ولتاژ مثبت برای تولید جریان باید از آستانه خاصی تجاوز کند. 3) هنگام معکوس، هیچ جریانی کار نخواهد کرد. 2.2 جنبه های زیادی برای محدود کردن دمای کار آن وجود دارد. مشخصات به شرح زیر است: 1) روشنایی LED و جریان مثبت رابطه منحنی خاصی را نشان می دهد. هنگامی که دمای گره از مقدار معینی تجاوز می کند، با کاهش جریان به جریان، روشنایی ضعیف می شود. 2) شما باید دمای گره را به کمتر از 95 درجه سانتیگراد تا 125 درجه سانتیگراد محدود کنید. 3) اگر سطح دارای عدسی های پلاستیکی باشد، توسط دمای نقطه ذوب مواد لنز محدود می شود. 3. مقدمه ای بر دمای گره LED 3.1 علت تب LED ایجاد شده توسط تب LED این است که انرژی اضافه شده همه به شکل انرژی نور تبدیل نمی شود و برخی از آنها به انرژی حرارتی تبدیل شده اند. در حال حاضر بازده نور LED موجود در بازار حدود 100 LM/W است. به عبارت دیگر حدود 70 درصد انرژی الکتریکی به صورت انرژی حرارتی هدر می رود. به طور کلی، دو عامل وجود دارد که منجر به تولید دمای گره LED می شود. مشخص به شرح زیر است: 1) بازده کوانتومی داخلی. هنگامی که طب سوزنی و کامپوزیت الکترونیکی ترکیب می شوند، همه آنها نمی توانند فوتون تولید کنند. این معمولاً "نشت جریان" نامیده می شود که دلیل کاهش نرخ مرکب بارگذاری منطقه PN است. ولتاژ ولتاژ و جریان نشتی، قدرت پراکندگی این قطعه، یعنی تبدیل به انرژی حرارتی است، اما این قطعه جزء اصلی نیست، زیرا فناوری فعلی می تواند بازده فوتون داخلی LED را نزدیک به 90 کند. ٪. 2) حدود 30 درصد بازده کوانتومی خارجی. یکی از دلایل اصلی این است که فوتون های تولید شده توسط لودمون ها نمی توانند به بیرون تراشه تبدیل شوند بلکه به گرما تبدیل می شوند. اگرچه لامپ های رشته ای تنها حدود 15LM/W هستند، اما در نهایت انرژی الکتریکی را به صورت انرژی نوری ساطع می کند. اگرچه بیشتر انرژی تابش مادون قرمز است و اثر نور بسیار کم است، اما این امر از مشکل اتلاف گرما مستثنی است. مشکل اتلاف گرمای LED به تدریج در کانون توجه مردم قرار گرفته است. این به این دلیل است که عمر فروپاشی LED یا نور مستقیماً با دمای گره آن مرتبط است. اگر مشکل اتلاف گرما به خوبی حل نشود. 3.2 روش های کاهش دمای گره LED کنترل توان ورودی نامی. طراحی ساختار اتلاف حرارت ثانویه؛ مقاومت حرارتی بین ساختار اتلاف حرارت ثانویه و رابط نصب LED را به حداقل کاهش دهید. کاهش دمای محیط اطراف؛ مقاومت حرارتی خود LED را کاهش دهید. 4. روش اتلاف گرما منبع نور روشنایی نیمه هادی LED به طور کلی، رادیاتور را می توان با توجه به روش حذف گرما به اتلاف گرمای منفعل و اتلاف گرمای فعال تقسیم کرد. به اصطلاح اتلاف حرارت غیرفعال به گرمای تولید شده توسط منبع حرارتی منبع نور LED به هوا از طریق هیت سینک اشاره دارد. اثر اتلاف حرارت آن متناسب با اندازه قرص اتلاف حرارت است، اما این اثر اتلاف گرما نسبتا رضایت بخش نیست. در دستگاه یا برای اتلاف گرما کم توان و گرمای کم، اکثریت قریب به اتفاق دستگاه ها اتلاف گرمای فعال را انجام می دهند، اتلاف گرمای فعال به این صورت است که به طور فعال گرما را از سینک گرما از طریق برخی تجهیزات می گیرند. راندمان اتلاف حرارت بالاتر ویژگی اصلی اتلاف گرمای فعال است و حجم نسبتا کمی دارد. راه دیگر ساخت اجزای LED با استفاده از الکترود "عمودی" است. از آنجا که الکترودهای فلزی در انتهای بالایی و پایینی اجزای LED وجود دارد، این می تواند کمک بیشتری برای مشکل اتلاف گرما داشته باشد. به عنوان مثال، از بستر GAN به عنوان ماده استفاده می شود. از آنجایی که بستر GAN ماده رسانا است، الکترود را می توان مستقیماً به زیر بستر متصل کرد تا از مزایای پراکندگی سریع و نور برخوردار شود، اما به دلیل هزینه بالای مواد، این روش بسیار گرانتر از هزینه سنتی است. بسترهای یاقوت کبود، که هزینه تولید قطعات را افزایش می دهد.