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LED燈的熱量產(chǎn)生原因及解決對策

目錄:媒體報道星級:3星級人氣:-發(fā)表時間:2017-06-28 16:17:00
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LED燈是一種固態(tài)光源,其核心是管內(nèi)的發(fā)光二級管(LED),LED 在正向電壓下,電子從電源獲得能量,在電場的驅(qū)動下,克服PN 結(jié)的電場,由N 區(qū)躍遷到P區(qū),這些電子與P 區(qū)的空穴發(fā)生復合。由于漂移到P 區(qū)的自由電子具有高于P 區(qū)價電子的能量,復合時電子回到低能量態(tài),多余的能量以光子的形式放出,發(fā)出光子的波長與能量差相關(guān)。普通的二極體,在發(fā)生電子-空穴對的復合是,由于能級差的因素,釋放的光子光譜不在可見光范圍內(nèi)。

LED燈在工作期間會產(chǎn)生熱量,其多少取決于整體的發(fā)光效率。在電能量的作用下電子和空穴的輻射復合發(fā)生電致發(fā)光,在P-N結(jié)附近輻射出來的光子還需經(jīng)過芯片本身的半導體介質(zhì)和封裝介質(zhì)才能抵達外界。合并計算電流注入效率、輻射發(fā)光量子效率、芯片外部光取出效率等,最終大約只有30-40%的輸入電能轉(zhuǎn)化為光能,其餘60-70%的能量主要以非輻射復合發(fā)生的點陣振動的形式轉(zhuǎn)化熱能。而芯片溫度的升高,則會增強非輻射復合,進一步消弱發(fā)光效率,因此LED燈的熱量控制成為LED技術(shù)發(fā)展的焦點。

LED燈需要解決如下幾個環(huán)節(jié)的散熱問題:

一、芯片結(jié)到外延層

二、外延層到封裝基板

三、封裝基板到外部冷卻裝置

這三個環(huán)節(jié)構(gòu)成LED燈熱傳導的通道,熱傳導通道上任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會引起LED結(jié)溫過高,而導致發(fā)生LED燈光衰現(xiàn)象,直到產(chǎn)品提早報廢。

LED結(jié)點到周圍環(huán)境的熱傳導方式可分為三種:

1、傳導。熱量通過相鄰原子直接傳遞出去,因此應采用低界面熱阻的材料。

2、對流。熱量通過流動的物體如空氣和水擴散傳遞到散熱器,再從散熱器擴散到周圍環(huán)境中去。

3、輻射。熱量依靠電磁波經(jīng)過液體、氣體和真空傳遞,故需要高輻射材料。

為了取得更好的導熱效果,三個環(huán)節(jié)上都需要采取相應的措施。

 

 
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