近年來,LED技術被譽為下一代照明技術,隨著LED電源的增加,冷卻問題越來越受到關注。研究人員長期觀察到,LED的光下降或壽命與其接合溫度直接相關,因此如果熱量不暢,溫度高,壽命短。
與過去的白熾燈和熒光燈不同,能量損失很大,但大部分能量直接通過紅外線發射,光源的熱量很低。LED將所有能源(可見光消耗的能源除外)轉換為熱能。電子產品逐漸成為高密度、高密度、Led產品的例外,解決Led散熱問題已成為當今Led性能提高和Led行業發展的主要問題。
LED發熱原因:
LED發熱的原因是添加的電力都沒有轉換成光能,一部分轉換成熱能。指示燈只有100lm/W,電光轉換效率約為20%到30%。也就是說,大約70%的電力轉變為熱能。
特別是,LED接頭溫度的發生由兩個因素引起:
1.內部兩者效率不高。也就是說,當電子與孔結合時,光子不能100%生成,通常由于“電流泄漏”而降低PN區域載波復合率。泄漏電流乘以電壓就是這一部分的功率。也就是說,它轉換為熱,但這部分不占用主要組件,因為內部光子的效率已經接近90%。
2.內部產生的光子都不能射到芯片外,最終轉化為熱的部分主要原因是這種稱為外部量子效率的只有大約30%,大部分轉化為熱。
如上所述,白熾燈的光效率很低,但只有15lm/W左右,但幾乎所有的電都轉換為光能并發射。輻射大部分是紅外線,所以光的效率很低,但消除了散熱問題。
LED散熱解決方案:
Led的散熱主要從封裝前后的Led芯片散熱和Led燈散熱兩個方面開始。Led芯片散熱主要與基板和電路選擇過程相關,因為任何LED都可以制造燈,所以LED芯片產生的熱量最終通過燈外殼分散到空氣中。如果不能很好地散熱,LED芯片的熱容量會很小,因此如果積累了一些熱量,芯片的連接溫度會迅速提高,如果長時間高溫工作,壽命會迅速縮短。但是這些熱必須經過多條途徑,才能引導芯片實際到達外面的空氣。特別是,LED芯片會產生來自金屬熱塊的熱量,產生從焊料到鋁基板上PCB的熱量,通過導熱粘合劑到達鋁散熱器。因此,LED照明既包括熱擴散,也包括熱擴散。LED外殼的冷卻方式取決于電源大小和使用位置。主要有以下冷卻方法:
鋁熱銷:最常用的熱方法,使用鋁熱銷作為外殼的一部分來增加冷卻區域。
導熱塑料外殼:塑料外殼注射成型時填充導熱材料,以提高塑料外殼的導熱性和散熱能力。
空氣流體力學:利用藤壺形狀制作對流空氣是最便宜的散熱方法。
風扇:燈殼內部是使用壽命較長的高效風扇,可加強冷卻,成本低,效果好。但是換風扇很麻煩,也不適合室外使用。這種設計比較罕見。
熱交換器:使用熱交換器技術,將LED晶片中的熱誘導到機殼熱針腳。路燈等大型照明是典型的設計。
表面輻射散熱處理:燈殼表面是輻射散熱處理,應用了sishengweihua輻射散熱涂層,可以從燈殼表面發射熱量。
ZS-411輻射熱冷卻涂層具有較高的熱傳導率和較大的熱表面積,并且具有相當大的波長范圍(1-20m)的高發射率,可以顯著提高包括傳導、對流和輻射熱在內的綜合性能。
該涂層采用高性能熱解決方案,具有可見光和近紅外反射率、熱紅外發射率和高穩定性的特殊性能,具有良好的物理特性、化學特性,以及由于低于100納米的無機膠體粒子凝聚而產生結合力的良好可施工性復合性。將碳納米管等具有高熱導率和放射性的材料添加到涂層溶液中,可以構成涂層表面宏觀、微觀、粗糙形態的納米材料,從而大大增加散熱裝置和外部接觸面積,大大提高散熱效果。通過添加多種由電子轉移的尖晶石作為復合紅外輻射體,增加了雜質能級,提高了紅外輻射系數,從而保持了熱穩定性、耐熱性。
LED整體發光效率較低,因此接頭溫度較高,壽命縮短。為了延長壽命,降低接頭溫度,必須重視散熱問題。