고출력 LED 작동 온도 제어의 4가지 기술 포인트

고전력 LED 조명 장비의 적용이 점점 더 넓어지고 있으며 고전력 LED의 발광 밝기는 실제로 전류에 비례하며 고전력 LED의 순방향 전류도 온도 변화에 따라 변합니다. 오늘은 LED 매듭 온도의 원인과 LED 반도체 광원의 방열 방식에 대해 알아보도록 하겠습니다. 최근 수십 년의 개발 기간 동안 LED 조명 효율은 점점 더 높아지고 비용은 점점 줄어들고 색상은 더욱 풍부해지고 풍부해졌습니다. 이것은 고출력 LED를 가까운 장래에 효율적이고 에너지 절약적이며 환경 친화적이고 안전한 청소 소스로 만듭니다. 그러나 고출력 LED 조명의 방열 문제는 여전히 조명 분야에서 응용 프로그램의 주요 개발 병목 현상입니다. 새로운 세대의 광원을 제한하는 중요한 이유입니다. 연구 데이터에 따르면 LED 칩의 매듭 온도가 25C일 때 LED 칩이 빛을 발할 때 매듭 온도가 60C로 상승하면 광량이 90%에 불과합니다. 매듭 온도가 100C에 도달하면 80%로 떨어집니다. 140 C 는 단지 70% 이다. 방열 제어 매듭 온도를 개선하는 것이 발광 효율을 향상시키는 데 매우 중요함을 알 수 있습니다. 고출력 LED 조명의 방열 문제가 해결되지 않으면 LED 조명의 작동 온도가 증가하고 매듭 온도가 증가하여 LED 채도가 오프셋되고 연색 지수가 감소하고 색 온도가 증가합니다. , 발광 효율이 감소하고 수명이 단축됩니다. 고전력 LED의 광도는 실제로 전류에 비례합니다. 고출력 LED의 출력 광속을 조절하면 발광 밝기를 조절하는 것과 같다. 고전력 LED의 양의 전류도 온도에 따라 변합니다. 환경의 온도가 특정 값(안전 온도라고 함)을 초과하면 LED의 순방향 전류가 갑자기 감소합니다. 이때 전류가 계속 증가하면 LED 수명이 감소합니다. 따라서 이 때 그에 상응하는 조치를 취해야 한다. 버블 램프 입력 전류 및 주변 온도가 변경되면 고출력 LED 양의 전류를 제때 제어할 수 있습니다. 온도 보상 기술을 사용하여 주변 온도에 따라 출력 전류를 동적으로 조정하고 LED의 온도를 실시간으로 모니터링하여 고온 조건의 고전력 LED가 자동으로 전류를 줄이도록 합니다. 1. 고전력 LED 조명 제품의 현황 "칩-알루미늄 기판-방열기의 3층 구조 모드"는 현재 시장에서 대부분의 고전력 LED 조명 기구, 즉 알루미늄 기판에 칩을 패키징하는 첫 번째 제품에 사용됩니다. LED 광원 모듈을 형성한 후 라디에이터에 광원 모듈을 설치하면 고출력 LED 조명기구를 만들 수 있습니다. 현재 LED의 초기 사용으로 조명 및 표시등을 표시하는 것은 고전력 LED의 열 관리 시스템으로 사용됩니다. 이 열 관리 모드는 저전력 LED 사용으로 제한됩니다. 3층 구조 모드로 준비된 고출력 LED 조명은 높은 매듭 온도, 낮은 방열 효율, 구조 간 접촉 열 저항 증가, 낮은 방열 효율, 더 많은 접촉 열 저항 결과적으로 칩에서 방출되는 열을 효과적으로 분산 및 내보낼 수 없어 LED 조명이 퇴색하고 조명 효과가 낮고 수명이 단축됩니다. 구조, 비용 및 전력 소비와 같은 많은 요소의 제한으로 인해 고전력 LED 조명은 능동 방열 메커니즘을 채택하기 어렵고 수동 방열 메커니즘 만 채택 할 수 있지만 수동 방열에는 큰 한계가 있습니다. 그리고 현재 LED의 에너지 변환 효율은 여전히 ​​유효하다 높지 않음, 입력 전력의 약 70%가 열로 변환될 수 있으며, 조명 효과가 40% 증가하더라도 에너지는 열로 변환된다. 즉, 방열을 고려하지 않고 방열 정도를 높이기 어렵습니다. 2. LED 조명 광원의 특성은 기존의 형광등, 백열등, 할로겐 램프와 다릅니다. LED 반도체 조명 광원은 반도체 재료로 만들어지며 PN으로 구성됩니다. 전자 접지 경혈은 N 영역이 음극에 해당하고 P 영역이 양극에 해당하는 합성, PN 양극 유도 통, 역 차단을 통해 가시 광선을 생성합니다. LED 반도체 광원은 높은 발광 효율, 짧은 응답 시간, 작은 볼륨, 에너지 절약 및 기타 장점의 장점이 있습니다. 또한 기존 광원의 특성도 있습니다. 2.1 유사한 PN 반도체 장치의 특성이 있습니다. 1) 양의 전류 및 순방향 전압은 음의 온도 계수이며 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 2) 양의 전압 전압 전류를 생성하려면 특정 임계값을 초과해야 합니다. 3) 역전 시 전류가 흐르지 않습니다. 2.2 작동 온도를 제한하는 많은 측면이 있습니다. 세부 사항은 다음과 같습니다. 1) LED의 밝기와 양의 전류는 특정 곡선 관계를 나타냅니다. 매듭 온도가 특정 값을 초과하면 전류가 전류로 감소함에 따라 밝기가 약해집니다. 2) 매듭 온도를 정격 값인 95C~125C 미만으로 제한해야 합니다. 3) 표면에 플라스틱 렌즈가 포함된 경우 렌즈 재료의 융점 온도에 의해 제한됩니다. 3. LED 매듭 온도 소개 3.1 LED 발열에 의해 발생하는 LED 발열의 원인은 추가된 에너지가 모두 빛 에너지의 형태로 변환되지 않고 일부가 열에너지로 변환되기 때문이다. 현재 시중에 나와 있는 LED의 광효율은 약 100LM/W이다. 즉, 전기에너지의 약 70%가 열에너지의 형태로 낭비된다. 일반적으로 LED 매듭 온도의 생성으로 이어지는 두 가지 요소가 있습니다. 1) 내부 양자 효율. 침술과 전자 복합물을 합성하면 모두 광자를 생성할 수 없습니다. 이것을 일반적으로 "전류 누설"이라고 하며, 이것이 PN 구역의 복합 부하율이 감소하는 이유입니다. 누설된 전압과 전류의 전압은 이 부분의 분산력, 즉 열에너지로 변환되지만 이 부분은 주성분이 아니라 현재 기술로 LED의 내부 광자 효율을 90에 가깝게 만들 수 있기 때문이다. %. 2) 외부 양자 효율의 약 30%. 주된 이유 중 하나는 로드몬에서 생성된 광자가 칩 외부로 변환되지 않고 열로 변환되기 때문입니다. 백열등은 15LM/W 정도에 불과하지만 결국에는 빛 에너지의 형태로 전기 에너지를 방출합니다. 대부분의 복사 에너지는 적외선이며 조명 효과는 매우 낮지만 방열 문제에서 제외됩니다. LED의 방열 문제는 점차 사람들의 관심의 초점이 되었습니다. 이는 LED의 수명이나 빛 감쇄가 매듭 온도와 직접적인 관련이 있기 때문입니다. 방열 문제가 잘 처리되지 않는 경우. 3.2 LED 매듭 온도를 낮추는 방법 정격 입력 전력을 제어합니다. 2차 방열 구조의 설계; 2차 방열 구조와 LED 설치 인터페이스 사이의 열 저항을 최소로 줄입니다. 주변 환경 온도를 낮추십시오. LED 자체의 열 저항을 줄입니다. 4. LED 반도체 조명 광원 방열 방식 일반적으로 라디에이터는 방열 방식에 따라 수동 방열과 능동 방열로 나눌 수 있습니다. 소위 수동 방열은 열원 LED 광원이 방열판을 통해 공기로 생성하는 열을 말합니다. 그 방열 효과는 방열정의 크기에 비례하지만, 이 방열 효과는 상대적으로 불만족스럽다. 장치에서 또는 저전력 및 저열의 방열을 위해 대부분의 장치는 능동 방열을 취하고 능동 방열은 일부 장비를 통해 방열판에서 열을 능동적으로 취하는 것입니다. 높은 방열 효율은 능동 방열의 주요 특징이며 상대적으로 작은 부피를 가지고 있습니다. 또 다른 방법은 "수직" 전극을 채택하여 LED 부품을 만드는 것입니다. LED 부품의 상단과 하단에 금속 전극이 있기 때문에 방열 문제에 더 큰 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, GAN 기판이 재료로 사용됩니다. GAN 기판은 전도성 재료이기 때문에 전극을 기판 아래에 직접 연결하여 빠른 분산과 빛의 이점을 얻을 수 있지만 재료 비용이 높기 때문에 이 접근 방식은 기존의 비용보다 훨씬 비쌉니다. 구성 요소의 생산 비용을 증가시킬 사파이어 기판.