Yuqori quvvatli LED ish haroratini nazorat qilishning 4 ta texnik nuqtasi

Yuqori quvvatli LED yoritish uskunalarini qo'llash tobora kengayib bormoqda va yuqori quvvatli LEDning yorug'lik yorqinligi aslida uning oqimiga mutanosibdir va yuqori quvvatli LEDning to'g'ridan-to'g'ri oqimi harorat o'zgarishi bilan ham o'zgaradi. Bugun men barchani LED tugunining harorati va LED yarimo'tkazgichli yorug'lik manbasining issiqlik tarqalish usuli haqida bilib olish uchun olib boraman. Rivojlanishning so'nggi o'n yilliklarida LED yorug'lik samaradorligi yuqori va yuqori bo'ldi, xarajat tobora kamayib bormoqda va ranglar yanada boy va boyroq bo'ldi. Bu yuqori quvvatli LEDlarni yaqin kelajakda samarali, energiya tejovchi, ekologik toza va xavfsiz tozalash manbaiga aylantiradi. Biroq, yuqori quvvatli LED yoritgichlarning issiqlik tarqalishi muammosi hali ham yorug'lik sohasida qo'llanilishida asosiy rivojlanish muammosi hisoblanadi. Bu yorug'lik manbalarining yangi avlodini cheklashning muhim sababidir. Tadqiqot ma'lumotlari shuni ko'rsatadiki, LED chipining tugun harorati 25 C bo'lsa, LED chipi yorug'lik nuriga ega bo'lsa, tugun harorati 60 C ga ko'tarilganda, uning yorug'lik miqdori faqat 90% bo'ladi; tugun harorati 100 S ga yetganda, u 80% gacha tushadi. ; 140 C faqat 70%. Ko'rinib turibdiki, issiqlik tarqalishini nazorat qilish tugunining haroratini yaxshilash uning yorug'lik samaradorligini oshirish uchun juda muhimdir. Agar yuqori quvvatli LED yoritgichlarning issiqlik tarqalishi muammosi hal etilmasa, LED chiroqlarining ish harorati oshadi va tugun harorati ko'tariladi, bu LED xromining o'zgarishiga olib keladi, rangni ko'rsatish indeksi pasayadi, rang harorati ortadi. , yorug'lik chiqarish samaradorligi pasayadi va xizmat muddati qisqaradi. Yuqori quvvatli LEDning yorqinligi aslida uning oqimiga mutanosibdir. Agar yuqori quvvatli LEDning chiqish optik oqimi boshqarilsa, bu uning yorug'lik yorqinligini boshqarishga teng. Yuqori quvvatli LEDlarning ijobiy oqimi ham harorat bilan o'zgaradi. Atrof-muhit harorati ma'lum bir qiymatdan oshib ketganda (biz xavfsizlik harorati deb ataymiz), LEDning to'g'ridan-to'g'ri oqimi to'satdan kamayadi. Bu vaqtda, agar oqim kuchayishda davom etsa, bu LEDning ishlash muddatini qisqartirishga olib keladi. Shuning uchun bu vaqtda tegishli choralar ko'rilishi kerak. Qabariq chiroqqa kirish oqimi va atrofdagi harorat o'zgarganda, yuqori quvvatli LED musbat oqim o'z vaqtida nazorat qilinishi mumkin. Atrof-muhit haroratiga ko'ra chiqish oqimini dinamik ravishda sozlash uchun haroratni qoplash texnologiyasidan foydalaning va LED haroratini real vaqtda kuzatib boring, shunda yuqori harorat sharoitida yuqori quvvatli LED o'z oqimini avtomatik ravishda kamaytiradi. 1. Yuqori quvvatli LED yorug'lik mahsulotlarining hozirgi holati "chip-alyuminiy substrat - radiatorning uch qatlamli strukturasi rejimi" joriy bozorda ko'pchilik katta quvvatli LED yoritish moslamalari tomonidan qo'llaniladi, ya'ni alyuminiy substratlardagi birinchi qadoqlash chipi. LED yorug'lik manbai modulini yaratish uchun, so'ngra yuqori quvvatli LED yorug'lik moslamasini yasashingiz uchun yorug'lik manbai modulini radiatorga o'rnating. Hozirgi vaqtda yorug'lik va ko'rsatkichlarni ko'rsatish uchun LEDlarning erta ishlatilishi yuqori quvvatli LEDlar uchun issiqlik boshqaruv tizimi sifatida ishlatiladi. Ushbu termal boshqaruv rejimi kichik quvvatli LED foydalanish bilan cheklangan. Uch qatlamli struktura rejimi tomonidan tayyorlangan yuqori quvvatli LED yoritgich, tizim tuzilishi nuqtai nazaridan hali ham juda ko'p asossiz joylar mavjud, masalan, yuqori tugun harorati, past issiqlik tarqalish samaradorligi, tuzilmalar o'rtasida ko'proq kontaktli termal qarshilik, past issiqlik tarqalish samaradorligi, ko'proq kontaktli termal qarshilik Natijada, chip tomonidan chiqarilgan issiqlik samarali ravishda tarqatilishi va eksport qilinishi mumkin emas, buning natijasida LED yoritgichlari susayadi, kam yorug'lik effekti va qisqa umr ko'radi. Tuzilishi, narxi va quvvat sarfi kabi ko'plab omillarning cheklovlari tufayli yuqori quvvatli LED yoritgichlar faol issiqlik tarqalish mexanizmini qabul qilish qiyin va faqat passiv issiqlik tarqalish mexanizmini qabul qilishi mumkin, lekin passiv issiqlik tarqalishi katta cheklovlarga ega; va LEDlarning joriy energiya konvertatsiyasi samaradorligi hali ham samaralidir Yuqori emas, kirish quvvatining taxminan 70% issiqlikka aylantirilishi mumkin, hatto yorug'lik effekti 40% ga oshsa ham, energiya issiqlikka aylanadi, ya'ni u issiqlik tarqalishini hisobga olmasdan issiqlik tarqalish darajasini oshirish qiyin. 2. LED yorug'lik yorug'lik manbalarining xarakteristikalari an'anaviy lyuminestsent lampalar, akkor lampalar va halogen lampalardan farq qiladi. LED yarimo'tkazgichli yoritish yorug'lik manbalari yarimo'tkazgich materialidan tayyorlangan va PN dan iborat. Elektron asosli akupunktur nuqtalari kompozit orqali ko'rinadigan yorug'lik hosil qiladi, PN musbat yo'l-yo'riqli Tong, teskari kesilgan, ulardan N maydoni salbiy elektrodga, P maydoni esa ijobiy qutbga to'g'ri keladi. LED yarimo'tkazgichli yorug'lik manbalari yuqori yorug'lik chiqaradigan samaradorlik, qisqa javob vaqti, kichik hajm, energiya tejash va boshqa afzalliklarga ega. Bundan tashqari, u an'anaviy yoritish manbalarining xususiyatlariga ham ega: 2.1 shunga o'xshash PN yarimo'tkazgichli qurilmalarning xususiyatlariga ega: 1) musbat oqim va to'g'ridan-to'g'ri kuchlanish salbiy harorat koeffitsientlari bo'lib, ular harorat oshishi bilan kamayadi; 2) Ijobiy kuchlanish kuchlanishi Oqim hosil qilish uchun ma'lum chegaradan oshib ketishi kerak; 3) teskari bo'lsa, hech qanday oqim ishlamaydi. 2.2 Uning ish haroratini cheklashning ko'plab jihatlari mavjud. Xususiyatlari quyidagilardan iborat: 1) LEDning yorqinligi va ijobiy oqim ma'lum bir egri munosabatlarni taqdim etadi. Tugun harorati ma'lum bir qiymatdan oshib ketganda, oqim oqimining pasayishi bilan yorqinlik zaiflashadi; 2 ) Siz tugun haroratini nominal qiymatdan 95 C dan 125 C gacha cheklashingiz kerak; 3) Agar sirtda plastik linzalar bo'lsa, u linza materialining erish nuqtasi harorati bilan cheklanadi. 3. LED tugun haroratiga kirish 3.1 LED isitmasi tomonidan ishlab chiqarilgan LED isitmasi sababi qo'shilgan energiyaning hammasi yorug'lik energiyasi shaklida o'zgarmasligi va ularning ba'zilari issiqlik energiyasiga aylantirilganligidir. Hozirgi vaqtda bozorda LEDning yorug'lik samaradorligi taxminan 100 LM / Vt ni tashkil qiladi. Boshqacha aytganda, elektr energiyasining 70% ga yaqini issiqlik energiyasi shaklida isrof qilinadi. Umuman olganda, LED tugunining harorati ishlab chiqarishga olib keladigan ikkita omil mavjud. Quyidagi kabi xos: 1) Ichki kvant samaradorligi. Akupunktur va elektron kompozitsiya birlashtirilganda, ularning barchasi fotonlarni ishlab chiqara olmaydi. Bu odatda "joriy qochqin" deb ataladi, shuning uchun PN zonasini yuklashning aralash tezligi kamayadi. Chiqib ketgan kuchlanish va oqimning kuchlanishi bu qismning dispersiya kuchi, ya'ni issiqlik energiyasiga aylanishi, lekin bu qism asosiy komponent emas, chunki joriy texnologiya LEDning ichki foton samaradorligini 90 ga yaqin qilishi mumkin. %. 2) Taxminan 30% tashqi kvant samaradorligi. Asosiy sabablardan biri shundaki, loadmonlar tomonidan yaratilgan fotonlar chipning tashqi qismiga aylantirilmaydi, lekin issiqlikka aylanadi. Akkor lampalar faqat taxminan 15LM / Vt bo'lsa-da, lekin oxir-oqibat, yorug'lik energiyasi shaklida elektr energiyasini chiqaradi. Radiatsiya energiyasining katta qismi infraqizil va yorug'lik effekti juda past bo'lsa-da, bu issiqlik tarqalishi muammosidan ozod qilinadi. LEDning issiqlik tarqalishi muammosi asta-sekin odamlarning diqqat markaziga aylandi. Buning sababi shundaki, LED yoki yorug'likning parchalanish muddati uning tugun haroratiga bevosita bog'liq. Agar issiqlik tarqalishi muammosi yaxshi hal qilinmasa. 3.2 LED tugunining haroratini pasaytirish usullari Nominal kirish quvvatini nazorat qilish; Ikkilamchi issiqlik tarqalish strukturasining dizayni; ikkilamchi issiqlik tarqalish strukturasi va LEDni o'rnatish interfeysi o'rtasidagi issiqlik qarshiligini minimal darajaga kamaytirish; atrof-muhit haroratini pasaytirish; LEDning termal qarshiligini kamaytirish. 4. LED yarimo'tkazgichli yoritish yorug'lik manbai issiqlik tarqalishi usuli Umuman olganda, radiator issiqlikni olib tashlash usuliga ko'ra passiv issiqlik tarqalishiga va faol issiqlik tarqalishiga bo'linishi mumkin. Passiv issiqlik tarqalishi deb ataladigan issiqlik manbai LED yorug'lik manbai tomonidan issiqlik qabul qiluvchi orqali havoga chiqariladigan issiqlikni anglatadi. Uning issiqlik tarqalish effekti issiqlik tarqalish planshetining o'lchamiga mutanosibdir, ammo bu issiqlik tarqalish effekti nisbatan qoniqarsiz. Qurilmada yoki past quvvatli va past issiqlikning issiqlik tarqalishi uchun qurilmalarning katta qismi faol issiqlik tarqalishini oladi, faol issiqlik tarqalishi issiqlik qabul qiluvchidan issiqlikni ba'zi uskunalar orqali faol ravishda olishdir. Yuqori issiqlik tarqalish samaradorligi faol issiqlik tarqalishining asosiy xususiyati bo'lib, u nisbatan kichik hajmga ega. Yana bir usul - "vertikal" elektrodni qabul qilish orqali LED komponentlarini qilish. LED komponentlarining yuqori va pastki uchlarida metall elektrodlar mavjudligi sababli, bu issiqlik tarqalishi muammosida ko'proq yordam berishi mumkin. Masalan, material sifatida GAN substrati ishlatiladi. GAN substrati o'tkazuvchan material bo'lganligi sababli, elektrod tez tarqalish va yorug'likning afzalliklarini olish uchun to'g'ridan-to'g'ri substrat ostiga ulanishi mumkin, ammo materialning yuqori narxi tufayli bu yondashuv an'anaviy materiallar narxidan ancha qimmatroq bo'ladi. komponentlarning ishlab chiqarish tannarxini oshiradigan safir substratlar.