Hvorfor have brug for en LED -køleteknologi?

LED-varmekølingsteknologien udkom i 2000 og er fremstillet af halvleder lysemitterende dioder. Arbejdsprincippet er strålende blanding for at generere elektroluminescens. Det er den mest almindelige måde at køle på. Kølelegemer i aluminium bruges som en del af huset til at øge varmeafledningsområdet.

Varme problemer

Ligesom traditionelle lyskilder genererer halvlederlysdioder (LED'er) også varme under drift, hvis mængde afhænger af den samlede lysudbytte. Under virkningen af ​​ekstern elektrisk energi rekombineres strålingen af ​​elektroner og huller for at producere elektroluminescens. Lyset, der udstråles nær PN -krydset, skal også passere gennem halvledermediet og emballagemediet i selve chippen for at nå udad (luft). Ved at kombinere nuværende indsprøjtningseffektivitet, radioluminescens-kvanteeffektivitet og ekstern lysudtrækningseffektivitet af chippen i sidste ende bliver kun 30-40% af input elektrisk energi konverteret til lysenergi, og de resterende 60-70% af energien er hovedsageligt forårsaget af ikke-strålende rekombination af gittervibrationer. Form konvertering varme

Virkningen på LED -levetiden

Generelt er stabiliteten og kvaliteten af ​​LED -lamper afgørende for lampens krops varmeafledning. Køling af LED-lamper med høj lysstyrke på markedet bruger ofte naturlig varmeafledning, og effekten er ikke ideel. LED -lamper fremstillet af LED -lyskilder består af lysdioder, varmeafledningsstrukturer, drivere og linser. Derfor er varmeafledning også en vigtig del. Hvis LED'en ikke spreder varmen godt, påvirkes dens levetid også.

Varmestyring er hovedproblemet i LED-applikationer med høj lysstyrke

Fordi p-type doping af gruppe III-nitrider er begrænset af opløseligheden af ​​Mg-acceptoren og den højere startenergi af huller, er varme særlig let at generere i p-type-regionen, og denne varme skal passere gennem hele strukturen til spredes på kølelegemet; Varmeafledningsveje for LED -enheder er hovedsageligt termisk ledning og termisk konvektion; den ekstremt lave varmeledningsevne af Sapphire-substratmaterialet får apparatets termiske modstand til at stige, hvilket resulterer i en alvorlig selvopvarmningseffekt, som har en ødelæggende effekt på enhedens ydeevne og pålidelighed.

Effekten af ​​varme på LED'er med høj lysstyrke

Varme er koncentreret i en chip med en lille størrelse, og chipens temperatur stiger, hvilket forårsager ujævn fordeling af termisk spænding, chipens lysvirkningsgrad og reduktion af fosforlasningseffektivitet; når temperaturen overstiger en bestemt værdi, stiger enhedsfejlfrekvensen eksponentielt. Statistik viser, at for hver 2 ° C stigning i komponenttemperaturen falder pålideligheden med 10%. Når flere lysdioder er tæt arrangeret for at danne et hvidt lysbelysningssystem, bliver problemet med varmeafledning mere alvorligt. At løse problemet med varmestyring er blevet en forudsætning for LED-applikationer med høj lysstyrke.

Forholdet mellem chipstørrelse og varmeafledning

Den mest direkte måde at øge lysstyrken på en strøm -LED er at øge indgangseffekten, og for at forhindre mætning af det aktive lag skal størrelsen af ​​pn -krydset øges tilsvarende; øge inputeffekten vil uundgåeligt øge krydsetemperaturen og reducere kvanteeffektiviteten. Stigningen i et enkelt rør afhænger af enhedens evne til at udtrække varme fra pn -krydset, samtidig med at det eksisterende chipmateriale, struktur, emballeringsproces, strømtæthed på chippen og tilsvarende varmeafledningsbetingelser bevares, størrelsen på chippen og forbindelsesområdet øges separat Temperaturen vil blive ved med at stige. så den ledede kølelegeme er meget vigtig for LED -industrien.