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浅谈LED的发热和散热

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浅谈LED的发热和散热

       近年来,LED技术被誉为下一代照明技术,随着LED电源的增加,冷却问题越来越受到关注。研究人员长期观察到,LED的光下降或寿命与其接合温度直接相关,因此如果热量不畅,温度高,寿命短。

       与过去的白炽灯和荧光灯不同,能量损失很大,但大部分能量直接通过红外线发射,光源的热量很低。LED将所有能源(可见光消耗的能源除外)转换为热能。电子产品逐渐成为高密度、高密度、Led产品的例外,解决Led散热问题已成为当今Led性能提高和Led行业发展的主要问题。

LED发热原因:

       LED发热的原因是添加的电力都没有转换成光能,一部分转换成热能。指示灯只有100lm/W,电光转换效率约为20%到30%。也就是说,大约70%的电力转变为热能。

特别是,LED接头温度的发生由两个因素引起:

       1.内部两者效率不高。也就是说,当电子与孔结合时,光子不能100%生成,通常由于“电流泄漏”而降低PN区域载波复合率。泄漏电流乘以电压就是这一部分的功率。也就是说,它转换为热,但这部分不占用主要组件,因为内部光子的效率已经接近90%。

       2.内部产生的光子都不能射到芯片外,最终转化为热的部分主要原因是这种称为外部量子效率的只有大约30%,大部分转化为热。

       如上所述,白炽灯的光效率很低,但只有15lm/W左右,但几乎所有的电都转换为光能并发射。辐射大部分是红外线,所以光的效率很低,但消除了散热问题。

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LED散热解决方案:

       Led的散热主要从封装前后的Led芯片散热和Led灯散热两个方面开始。Led芯片散热主要与基板和电路选择过程相关,因为任何LED都可以制造灯,所以LED芯片产生的热量最终通过灯外壳分散到空气中。如果不能很好地散热,LED芯片的热容量会很小,因此如果积累了一些热量,芯片的连接温度会迅速提高,如果长时间高温工作,寿命会迅速缩短。但是这些热必须经过多条途径,才能引导芯片实际到达外面的空气。特别是,LED芯片会产生来自金属热块的热量,产生从焊料到铝基板上PCB的热量,通过导热粘合剂到达铝散热器。因此,LED照明既包括热扩散,也包括热扩散。LED外壳的冷却方式取决于电源大小和使用位置。主要有以下冷却方法:

       铝热销:最常用的热方法,使用铝热销作为外壳的一部分来增加冷却区域。

       导热塑料外壳:塑料外壳注射成型时填充导热材料,以提高塑料外壳的导热性和散热能力。

       空气流体力学:利用藤壶形状制作对流空气是最便宜的散热方法。

       风扇:灯壳内部是使用寿命较长的高效风扇,可加强冷却,成本低,效果好。但是换风扇很麻烦,也不适合室外使用。这种设计比较罕见。

       热交换器:使用热交换器技术,将LED晶片中的热诱导到机壳热针脚。路灯等大型照明是典型的设计。

       表面辐射散热处理:灯壳表面是辐射散热处理,应用了sishengweihua辐射散热涂层,可以从灯壳表面发射热量。

       ZS-411辐射热冷却涂层具有较高的热传导率和较大的热表面积,并且具有相当大的波长范围(1-20m)的高发射率,可以显着提高包括传导、对流和辐射热在内的综合性能。

       该涂层采用高性能热解决方案,具有可见光和近红外反射率、热红外发射率和高稳定性的特殊性能,具有良好的物理特性、化学特性,以及由于低于100纳米的无机胶体粒子凝聚而产生结合力的良好可施工性复合性。将碳纳米管等具有高热导率和放射性的材料添加到涂层溶液中,可以构成涂层表面宏观、微观、粗糙形态的纳米材料,从而大大增加散热装置和外部接触面积,大大提高散热效果。通过添加多种由电子转移的尖晶石作为复合红外辐射体,增加了杂质能级,提高了红外辐射系数,从而保持了热稳定性、耐热性。

       LED整体发光效率较低,因此接头温度较高,寿命缩短。为了延长寿命,降低接头温度,必须重视散热问题。

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