Cause e soluzioni del riscaldamento delle luci a LED

Cause e soluzioni del riscaldamentoLuci a LED
Il motivo per cui il LED si riscalda è perché l'energia elettrica aggiunta non viene tutta convertita in energia luminosa, ma una parte di essa viene convertita in energia termica. L'efficienza luminosa del LED è attualmente solo di 100 lm/W e l'efficienza di conversione elettro-ottica è solo del 20~30% circa. Ciò significa che circa il 70% dell'energia elettrica viene trasformata in energia termica.
Nello specifico, la generazione della temperatura di giunzione del LED è causata da due fattori:
1. L'efficienza quantica interna non è elevata, ovvero quando elettroni e lacune vengono ricombinati, i fotoni non possono essere generati al 100%, il che viene solitamente definito "dispersione di corrente", che riduce il tasso di ricombinazione dei portatori nella regione PN. La corrente di dispersione moltiplicata per la tensione costituisce la potenza di questa parte, che viene convertita in energia termica, ma questa parte non tiene conto del componente principale, poiché l'efficienza dei fotoni interni è ora vicina al 90%.
2. I fotoni generati all'interno non possono essere tutti emessi all'esterno del chip e infine convertiti in calore. Questa parte è la parte principale, perché l’attuale cosiddetta efficienza quantistica esterna è solo del 30% circa e la maggior parte viene convertita in calore.
Sebbene l'efficienza luminosa della lampada a incandescenza sia molto bassa, solo circa 15lm/W, converte quasi tutta l'energia elettrica in energia luminosa e la irradia. Poiché la maggior parte dell'energia radiante è infrarossa, l'efficienza luminosa è molto bassa, ma elimina il problema del raffreddamento.
Soluzioni di dissipazione del calore per apparecchi di illuminazione a LED
Risolvere la dissipazione del calore dei Led parte principalmente da due aspetti. Prima e dopo l'imballaggio, si può intendere la dissipazione del calore del chip LED e la dissipazione del calore della lampada LED. Perché qualsiasi LED verrà trasformato in una lampada, il nucleo del LED
Il calore generato dal chip viene sempre dissipato nell'aria attraverso l'alloggiamento dell'apparecchio. Se la dissipazione del calore non è buona, poiché la capacità termica del chip LED è molto ridotta, un leggero accumulo di calore aumenterà rapidamente la temperatura di giunzione del chip. Se funziona a lungo ad alta temperatura, la sua durata si ridurrà rapidamente. Tuttavia, ci sono molti modi in cui questo calore può essere effettivamente diretto dal chip verso l'aria esterna. Nello specifico, il calore generato dal chip LED esce dal suo dissipatore di calore in metallo, passa prima attraverso la saldatura al PCB del substrato di alluminio, quindi passa attraverso la pasta termica al dissipatore di calore di alluminio. Pertanto, la dissipazione del calore diLampade a LEDin realtà comprende due parti: conduzione del calore e dissipazione del calore.
Tuttavia, anche la dissipazione del calore dell'alloggiamento della lampada LED avrà scelte diverse a seconda della potenza e del luogo di utilizzo. Esistono principalmente i seguenti metodi di raffreddamento:
1. Alette di dissipazione del calore in alluminio: questo è il metodo di dissipazione del calore più comune, utilizzando alette di dissipazione del calore in alluminio come parte dell'alloggiamento per aumentare l'area di dissipazione del calore.
2. Guscio in plastica termicamente conduttivo: riempire il materiale termoconduttivo durante lo stampaggio a iniezione del guscio in plastica per aumentare la conduttività termica e la capacità di dissipazione del calore del guscio in plastica.
3. Idrodinamica dell'aria: utilizzo della forma dell'alloggiamento della lampada per creare aria di convezione, che rappresenta il modo più economico per migliorare la dissipazione del calore.
4. Ventola, ventola ad alta efficienza di lunga durata viene utilizzata all'interno dell'alloggiamento della lampada per migliorare la dissipazione del calore, con basso costo e buon effetto. Tuttavia, è più problematico sostituire la ventola e non è adatta per l'uso esterno. Questo disegno è relativamente raro.
5. Heat pipe, che utilizza la tecnologia heat pipe per condurre il calore dal chip LED alle alette di dissipazione del calore del guscio. È un design comune nelle lampade di grandi dimensioni come i lampioni.
6. Trattamento di dissipazione del calore da radiazione superficiale, la superficie dell'alloggiamento della lampada è trattata con un trattamento di dissipazione del calore da radiazione, che può allontanare il calore dalla superficie dell'alloggiamento della lampada mediante radiazione.
In generale, l'efficienza luminosa dei LED è attualmente ancora relativamente bassa, il che provoca un aumento della temperatura di giunzione e una diminuzione della durata. Per ridurre la temperatura di giunzione e aumentare la durata è necessario prestare molta attenzione al problema della dissipazione del calore.