現在、LED の急速な発展に伴い、高出力 LED がそのトレンドを利用しています。現在、高出力 LED 照明の最大の技術的問題は放熱です。放熱性が悪いとLED駆動電力や電解コンデンサーの劣化につながります。LED照明の更なる発展のためのショートボードとなっております。LED光源の早期劣化の理由。
LED光源を使用したランプ方式では、LED光源が低電圧(VF=3.2V)、大電流(IF=300-700mA)の動作状態で動作するため、発熱が非常に厳しくなります。従来のランプのスペースは狭く、小さな面積のラジエーターでは熱を素早く排出することが困難です。さまざまな冷却方式を採用しているにもかかわらず、結果は満足のいくものではなく、LED 照明ランプは解決策のない問題となっています。
現在、ＬＥＤ光源の電源がオンになった後、電気エネルギーの２０％〜３０％が光エネルギーに変換され、電気エネルギーの約７０％が熱エネルギーに変換される。したがって、できるだけ多くの熱エネルギーをできるだけ早く外部に送り出すことが、LED ランプの構造設計の鍵となる技術です。熱エネルギーは、熱伝導、熱対流、熱放射によって放散する必要があります。
ここで、LED 接合部の温度が発生する要因を分析してみましょう。
1. 両者の内部効率は高くありません。電子が正孔と結合するとき、光子は100%生成できず、通常、「電流リーク」によりPN領域のキャリア再結合率が低下します。漏れ電流と電圧の積がこの部品の電力になります。つまり、熱に変換されますが、内部光子の効率はすでに 90% に近いため、この部分は主成分を占めません。
2. 内部で生成された光子はいずれもチップの外部に発射できず、これが最終的に熱エネルギーに変換される主な理由の 1 つは、外部量子効率と呼ばれるこれがわずか約 30% であり、そのほとんどが熱エネルギーに変換されることです。熱。
したがって、熱放散は LED ランプの照明強度に影響を与える重要な要素です。ヒートシンクは低照度 LED ランプの放熱問題を解決できますが、ヒートシンクは高出力ランプの放熱問題を解決できません。
LED 冷却ソリューション:
LED の放熱は主に 2 つの側面から始まります。パッケージ前後の LED チップの放熱と LED ランプの放熱です。LED チップの熱放散は主に基板と回路の選択プロセスに関係します。どの LED でもランプを製造できるため、LED チップから発生した熱は最終的にランプ ハウジングを通じて空気中に分散されます。放熱が不十分な場合、LED チップの熱容量は非常に小さいため、熱が蓄積するとチップの接続温度が急激に上昇し、高温で長時間動作すると、LED チップの接続温度が急激に上昇します。寿命が急激に短くなります。
一般に、ラジエーターは、ラジエーターから熱を除去する方法に応じて、アクティブ冷却とパッシブ冷却に分類できます。パッシブ放熱は、熱源であるLED光源の熱をヒートシンクを通じて自然に空気中に放散することです。放熱効果はヒートシンクの大きさに比例します。アクティブ冷却とは、ヒートシンクから発せられる熱をファンなどの冷却装置によって強制的に奪うことです。放熱効率が高く、装置が小型であることが特徴です。アクティブ冷却は、空冷、液冷、ヒートパイプ冷却、半導体冷却、化学冷却などに分けられます。
一般に、通常の空冷ラジエーターは当然ラジエーターの材質として金属を選択するはずです。したがって、ラジエーターの開発の歴史の中で、純アルミニウム製ラジエーター、純銅製ラジエーター、銅とアルミニウムの組み合わせ技術といった材料も登場してきました。
LEDは全体の発光効率が低いため、接合部の温度が高く、寿命が短くなります。寿命を延ばし、接合部の温度を下げるためには、放熱の問題に注意する必要があります。