Perché è necessaria una tecnologia di raffreddamento a LED?
La tecnologia di raffreddamento del calore a LED è uscita nel 2000 ed è composta da diodi emettitori di luce a semiconduttore. Il principio di funzionamento è il compounding radiante per generare elettroluminescenza. È il modo più comune di raffreddamento. Le alette del dissipatore di calore in alluminio sono utilizzate come parte dell'alloggiamento per aumentare l'area di dissipazione del calore.
I problemi di calore
Come le sorgenti luminose tradizionali, anche i diodi emettitori di luce (LED) a semiconduttore generano calore durante il funzionamento, la cui quantità dipende dall'efficienza luminosa complessiva. Sotto l'azione dell'energia elettrica esterna, la radiazione di elettroni e lacune si ricombinano per produrre elettroluminescenza. Anche la luce irradiata vicino alla giunzione PN deve passare attraverso il mezzo semiconduttore e il mezzo di confezionamento del chip stesso per raggiungere l'esterno (aria). Combinando l'efficienza di iniezione di corrente, l'efficienza quantica della radioluminescenza e l'efficienza di estrazione della luce esterna del chip, alla fine, solo il 30-40% dell'energia elettrica in ingresso viene convertita in energia luminosa e il restante 60-70% dell'energia è principalmente causato dalla ricombinazione non radiativa della vibrazione reticolare. Calore di conversione della forma
L'impatto sulla vita dei LED
In generale, la stabilità e la qualità delle lampade a LED sono fondamentali per la dissipazione del calore del corpo della lampada. Il raffreddamento delle lampade a LED ad alta luminosità sul mercato spesso utilizza la dissipazione del calore naturale e l'effetto non è l'ideale. Le lampade a LED realizzate con sorgenti luminose a LED sono composte da LED, strutture di dissipazione del calore, driver e lenti. Pertanto, anche la dissipazione del calore è una parte importante. Se il LED non dissipa bene il calore, anche la sua durata ne risentirà.
La gestione del calore è il problema principale nelle applicazioni LED ad alta luminosità
Poiché il drogaggio di tipo p dei nitruri del gruppo III è limitato dalla solubilità dell'accettore di Mg e dalla maggiore energia iniziale dei fori, il calore è particolarmente facile da generare nella regione di tipo p e questo calore deve passare attraverso l'intera struttura per essere dissipato sul dissipatore di calore; Le vie di dissipazione del calore dei dispositivi LED sono principalmente la conduzione termica e la convezione termica; la bassissima conduttività termica del materiale del substrato Zaffiro fa aumentare la resistenza termica del dispositivo, determinando un grave effetto di autoriscaldamento, che ha un effetto devastante sulle prestazioni e sull'affidabilità del dispositivo.
L'effetto del calore sui LED ad alta luminosità
Il calore è concentrato in un chip di piccole dimensioni e la temperatura del chip aumenta, causando la distribuzione non uniforme dello stress termico, l'efficienza luminosa del chip e la riduzione dell'efficienza del laser al fosforo; quando la temperatura supera un certo valore, il tasso di guasto del dispositivo aumenta in modo esponenziale. Le statistiche mostrano che per ogni 2°C di aumento della temperatura dei componenti, l'affidabilità diminuisce del 10%. Quando più LED sono disposti densamente per formare un sistema di illuminazione a luce bianca, il problema della dissipazione del calore diventa più serio. Risolvere il problema della gestione del calore è diventato un prerequisito per le applicazioni LED ad alta luminosità.
La relazione tra la dimensione del chip e la dissipazione del calore
Il modo più diretto per aumentare la luminosità di un LED di potenza è aumentare la potenza in ingresso e, per evitare la saturazione dello strato attivo, è necessario aumentare di conseguenza la dimensione della giunzione pn; l'aumento della potenza in ingresso aumenterà inevitabilmente la temperatura di giunzione e ridurrà l'efficienza quantistica. L'aumento della potenza di un singolo tubo dipende dalla capacità del dispositivo di estrarre calore dalla giunzione pn, mantenendo il materiale del chip esistente, la struttura, il processo di confezionamento, la densità di corrente sul chip e le condizioni equivalenti di dissipazione del calore, la dimensione del il chip e l'area di giunzione vengono aumentati separatamente La temperatura continuerà ad aumentare. quindi il dissipatore di calore a led è molto importante per l'industria dei LED.
