4 Tehokkaan LED-käyttölämpötilan säädön teknistä pistettä

Tehokkaiden LED-valaistuslaitteiden käyttö laajenee ja laajenee, ja suuritehoisen LED-valon kirkkaus on itse asiassa verrannollinen sen virtaan, ja suuritehoisen LED-valaistuksen myötävirta muuttuu myös lämpötilan muutosten myötä. Tänään otan kaikki oppimaan syyn LED-solmulämpötilaan ja LED-puolijohdevalaistuksen lähteen lämmönpoistomenetelmään. Viime vuosikymmenien kehitystyön aikana LED-valaistuksen tehokkuus on kasvanut ja korkeampi, kustannukset laskevat ja värit ovat rikkaampia ja rikkaampia. Tämä tekee suuritehoisista LED-valoista tehokas, energiaa säästävä, ympäristöystävällinen ja turvallinen puhdistuslähde lähitulevaisuudessa. Suuritehoisten LED-valaisimien lämmönpoisto-ongelma on kuitenkin edelleen merkittävä pullonkaula sen sovelluksissa valaistuksen alalla. Se on tärkeä syy rajoittaa sen uuden sukupolven valonlähteitä. Tutkimustiedot osoittavat, että kun LED-sirussa on valoa, kun LED-sirun solmun lämpötila on 25 C, niin solmun lämpötilan noustessa 60 C:een sen valomäärä on vain 90 %; kun solmun lämpötila saavuttaa 100 C, se laskee 80 prosenttiin. ; 140 C on vain 70%. Voidaan nähdä, että lämmönpoiston ohjaussolmun lämpötilan parantaminen on erittäin tärkeää sen valotehokkuuden parantamiseksi. Jos suuritehoisten LED-valojen lämmönpoisto-ongelmaa ei ratkaista, LED-valojen työlämpötila nousee ja solmun lämpötila nousee, mikä aiheuttaa LED-värin poikkeamisen, värintoistoindeksin pienenemisen ja värilämpötilan nousun. , valotehokkuus laskee ja käyttöikä lyhenee. Tehokkaan LEDin valon kirkkaus on itse asiassa verrannollinen sen virtaan. Jos suuritehoisen LEDin optista lähtövirtaa ohjataan, se vastaa sen valon kirkkauden säätämistä. Myös suuritehoisten LEDien positiivinen virta muuttuu lämpötilan mukaan. Kun ympäristön lämpötila ylittää tietyn arvon (kutsumme turvalämpötilaksi), LEDin myötävirta pienenee äkillisesti. Tällä hetkellä, jos virta jatkaa kasvamistaan, LEDin käyttöikä lyhenee. Siksi tässä vaiheessa on ryhdyttävä vastaaviin toimenpiteisiin. Kun kuplalampun tulovirtaa ja ympäristön lämpötilaa muutetaan, suuritehoista LED-positiivista virtaa voidaan ohjata ajoissa. Käytä lämpötilan kompensointitekniikkaa säätääksesi lähtövirtaa dynaamisesti ympäristön lämpötilan mukaan ja valvoaksesi LEDin lämpötilaa reaaliajassa, jotta suuritehoinen LED korkeassa lämpötilassa vähentää automaattisesti virtaansa. 1. Suuritehoisten LED-valaistustuotteiden nykytilaa "siru-alumiinisubstraatti - jäähdyttimen kolmikerroksinen rakennetila" käyttävät useimmat nykymarkkinoiden suuritehoiset LED-valaisimet, toisin sanoen ensimmäinen pakkaussiru alumiinisubstraateille. muodostaaksesi LED-valonlähdemoduulin ja asenna sitten valonlähdemoduuli jäähdyttimeen, jotta voit tehdä suuritehoisen LED-valaisimen. Tällä hetkellä LEDien varhaista käyttöä valojen ja merkkivalojen näyttämiseen käytetään suuritehoisten LEDien lämmönhallintajärjestelmänä. Tämä lämmönhallintatila on rajoitettu pienitehoiseen LED-käyttöön. Kolmikerroksisen rakennetilan valmistelemassa suuritehoisessa LED-valaistuksessa on edelleen monia järjettömiä paikkoja järjestelmän rakenteen kannalta, kuten korkea solmulämpötila, alhainen lämmönpoistotehokkuus, suurempi kosketuslämpövastus rakenteiden välillä, alhaisempi lämmönpoistotehokkuus, enemmän kosketuslämpövastusta Tämän seurauksena sirun vapauttamaa lämpöä ei voida tehokkaasti hajauttaa ja viedä pois, mikä johtaa LED-valaistuksen häipymiseen, vähäisen valon vaikutukseen ja lyhyeen käyttöikään. Monien tekijöiden, kuten rakenteen, kustannusten ja virrankulutuksen, rajoitusten vuoksi suuritehoisen LED-valaistuksen on vaikea ottaa käyttöön aktiivista lämmönpoistomekanismia, ja se voi ottaa käyttöön vain passiivisen lämmönpoistomekanismin, mutta passiivisella lämmönpoistolla on suuria rajoituksia; ja LEDien nykyinen energianmuuntotehokkuus on edelleen tehokas Ei korkea, noin 70 % syöttötehosta voidaan muuntaa lämmöksi, vaikka valotehoa lisättäisiin 40 %, energia muuttuu lämmöksi, eli se on lämmönhajoamisastetta on vaikea lisätä ottamatta huomioon lämmönpoistoa. 2. LED-valaistusvalonlähteiden ominaisuudet eroavat perinteisistä loistelampuista, hehkulampuista ja halogeenilampuista. LED-puolijohdevalaistusvalonlähteet on valmistettu puolijohdemateriaalista ja koostuvat PN:stä. Elektroniikalla maadoitetut akupisteet tuottavat näkyvää valoa komposiitin, PN-positiivisen ohjauksen Tong, käänteisen katkaisun kautta, jonka N-alue vastaa negatiivista elektrodia ja P-alue vastaa positiivista napaa. LED-puolijohdevalonlähteiden etuna on korkea valotehokkuus, lyhyt vasteaika, pieni tilavuus, energiansäästö ja muut edut. Lisäksi sillä on myös perinteisten valonlähteiden ominaisuudet: 2.1:llä on samankaltaisten PN-puolijohdelaitteiden ominaisuudet: 1) Positiivinen virta ja eteenpäin suuntautuva jännite ovat negatiivisia lämpötilakertoimia, jotka pienenevät lämpötilan noustessa; 2) Positiivinen jännite Sen on ylitettävä tietty kynnys virran muodostamiseksi; 3) Käänteinen virta ei toimi. 2.2 Sen käyttölämpötilan rajoittamiseen on monia näkökohtia. Yksityiskohdat ovat seuraavat: 1) LEDin kirkkaus ja positiivinen virta muodostavat tietyn käyräsuhteen. Kun solmun lämpötila ylittää tietyn arvon, kirkkaus heikkenee virran pienentyessä virraksi; 2 ) Sinun on rajoitettava solmun lämpötila alle nimellisarvon 95 C - 125 C; 3) Jos pinta sisältää muovilinssejä, linssimateriaalin sulamispistelämpötila rajoittaa sitä. 3. Johdatus LED-solmulämpötilaan 3.1 Syynä LED-kuumeen aiheuttamaan LED-kuumeeseen on se, että lisätty energia ei muutu kokonaan valoenergiaksi, vaan osa niistä on muunnettu lämpöenergiaksi. Tällä hetkellä markkinoilla olevan LEDin valotehokkuus on noin 100 LM/W. Toisin sanoen noin 70 % sähköenergiasta menee hukkaan lämpöenergian muodossa. Yleisesti ottaen on kaksi tekijää, jotka johtavat LED-solmun lämpötilan tuottamiseen. Tarkemmin seuraavasti: 1) Sisäinen kvanttitehokkuus. Kun akupunktio ja elektroninen komposiitti yhdistetään, ne eivät kaikki pysty tuottamaan fotoneja. Tätä kutsutaan yleensä "virtavuotoksi", mikä on syy siihen, miksi PN-vyöhykkeen yhdistekuormitusnopeus pienenee. Vuotavan jännitteen ja virran jännite on tämän osan dispersioteho eli muunnos lämpöenergiaksi, mutta tämä osa ei ole pääkomponentti, koska nykytekniikka voi saada LEDin sisäisen fotonitehokkuuden lähelle 90 %. 2) Noin 30 % ulkoisesta kvanttitehokkuudesta. Yksi tärkeimmistä syistä on se, että kuormituksen tuottamia fotoneja ei voida muuttaa sirun ulkopuolelle, vaan ne muunnetaan lämmöksi. Vaikka hehkulamput ovat vain noin 15LM/W, mutta loppujen lopuksi se säteilee sähköenergiaa valoenergian muodossa. Vaikka suurin osa säteilyenergiasta on infrapunaa ja valovaikutus on hyvin alhainen, tämä on vapautettu lämmön hajaantumisesta. LED-valon lämmönpoistoongelma on vähitellen tullut ihmisten huomion kohteeksi. Tämä johtuu siitä, että LEDin tai valon heikkenemisen käyttöikä on suoraan verrannollinen sen solmun lämpötilaan. Jos lämmönpoisto-ongelmaa ei käsitellä hyvin. 3.2 Menetelmät LED-solmun lämpötilan alentamiseksi Säädä nimellissyöttötehoa; Toissijaisen lämmönpoistorakenteen suunnittelu; vähentää lämmönkestävyyttä toissijaisen lämmönpoistorakenteen ja LED-asennusrajapinnan välillä minimiin; alentaa ympäröivän ympäristön lämpötilaa; vähentää itse LEDin lämpövastusta. 4. LED-puolijohdevalaistuksen valonlähteen lämmönpoistomenetelmä Yleensä patteri voidaan jakaa passiiviseen lämmönpoistoon ja aktiiviseen lämmönpoistoon lämmönpoistotavan mukaan. Ns. passiivinen lämmönpoisto tarkoittaa lämmönlähteen LED-valonlähteen tuottamaa lämpöä ilmaan jäähdytyselementin kautta. Sen lämmönpoistovaikutus on verrannollinen lämmönpoistotabletin kokoon, mutta tämä lämmönpoistovaikutus on suhteellisen epätyydyttävä. Laitteessa tai pienitehoisen ja matalan lämmön lämmönpoistoon suurin osa laitteista ottaa aktiivisen lämmönpoiston, aktiivinen lämmönpoisto on aktiivisesti ottamaan lämpöä jäähdytyselementistä joidenkin laitteiden läpi. Korkeampi lämmönpoistohyötysuhde on aktiivisen lämmönpoiston pääominaisuus ja sen tilavuus on suhteellisen pieni. Toinen tapa on valmistaa LED-komponentteja käyttämällä "pystysuoraa" elektrodia. Koska LED-komponenttien ylä- ja alapäässä on metallielektrodeja, tämä voi saada enemmän apua lämmönpoisto-ongelmaan. Materiaalina käytetään esimerkiksi GAN-substraattia. Koska GAN-substraatti on johtava materiaali, elektrodi voidaan liittää suoraan substraatin alle nopean hajoamisen ja valon edut saamiseksi, mutta korkean materiaalikustannusten vuoksi tämä lähestymistapa on myös paljon kalliimpi kuin perinteisen. safiirisubstraatteja, mikä lisää komponenttien tuotantokustannuksia.