Vorschläge zur Verbesserung des Wärmeabstrahlungsniveaus von LED-Lampen

- Dec 14, 2018-

Die Zuverlässigkeit (Lebensdauer) von LED-Beleuchtungsgeräten hängt weitgehend von der Wärmeableitung ab. Daher ist die Erhöhung der Wärmeableitung eine der Schlüsseltechnologien. Es ist hauptsächlich das Problem zu lösen, dass der Chip über den Kühlkörper und den Kühlkörper übermäßige Wärme erzeugt. Dies ist ein sehr kompliziertes technisches Problem.

Beschreiben wir sie unten getrennt:

Die Leistung der LED-Beleuchtung, die LEDs zur Wärmeableitung berücksichtigen müssen, die Power-LEDs müssen die Wärme abführen. Die Power-LED bezieht sich auf eine Leuchtdiode mit einem Betriebsstrom von 100 mA oder mehr. Es wird von der amerikanischen ASSIST Alliance definiert. Gemäß den zwei aktuellen LED-Typen beträgt die typische Durchlassspannung 2,1 V und 3,3 V, dh die LEDs mit einer Eingangsleistung von über 210 mW und 330 mW sind Power-LEDs. Einige Menschen mögen andere Meinungen haben, aber die Praxis hat bewiesen, dass zur Verbesserung der Zuverlässigkeit (Lebensdauer) von Power-LEDs das Problem der Wärmeableitung von Power-LEDs berücksichtigt werden muss.

Die wichtigsten Parameter im Zusammenhang mit der Wärmeableitung und der LED-Wärmeableitung sind Wärmewiderstand, Sperrschichttemperatur und Temperaturanstieg.

Der Wärmewiderstand ist der Quotient aus der Differenz zwischen der effektiven Temperatur des Geräts und der externen spezifizierten Referenzpunkttemperatur geteilt durch die stationäre Verlustleistung im Gerät. Es ist der wichtigste Parameter, der den Grad der Wärmeabfuhr vom Gerät angibt. Gegenwärtig beträgt die Wärmeableitung der LED bei guter Wärmeableitung ≤ 10 ° C / W, die beste in China angegebene Wärmebeständigkeit beträgt ≤ 5 ° C / W und die Wärmebeständigkeit von fremden Ländern beträgt ≤ 3 ° C / W . Wenn dieses Niveau erreicht ist, kann die Lebensdauer der Power-LED sichergestellt werden. .

Die Verbindungstemperatur bezieht sich auf die Temperatur des Halbleiterübergangs des Hauptwärmeerzeugungsabschnitts der LED-Vorrichtung. Dies ist der Temperaturwert, dem das LED-Gerät unter Arbeitsbedingungen standhalten kann. Zu diesem Zweck legt der US-amerikanische SSL-Plan Ziele für die Verbesserung der Hitzebeständigkeit fest. Die Hitzebeständigkeit des Chips und des Leuchtstoffs ist immer noch sehr hoch. Gegenwärtig beträgt die Sperrschichttemperatur des Chips 150 ° C und der Leuchtstoff bei 130 ° C hat im Wesentlichen keinen Einfluss auf die Lebensdauer der Vorrichtung. Es zeigt sich, dass die Wärmeableitung umso geringer ist, je höher die Wärmebeständigkeit des Chip-Leuchtstoffs ist.

Es gibt verschiedene Temperaturanstiege für den Temperaturanstieg. Was wir hier besprechen, ist: Temperaturerhöhung der Umgebungstemperatur. Dies bezieht sich auf die Differenz zwischen der Temperatur des LED-Gerätepakets (der heißeste Punkt, der mit der LED gemessen werden kann) und der Umgebungstemperatur (auf der Lichtemissionsebene der Lampe, 0,5 Meter von der Lampe entfernt). . Es ist ein Temperaturwert, der direkt gemessen werden kann und den Wärmeableitungsgrad der LED-Vorrichtung direkt widerspiegeln kann. Es wurde nachgewiesen, dass bei einer Umgebungstemperatur von 30 ° C und einer LED-Röhre von 60 ° C der Temperaturanstieg 30 ° C betragen sollte. Zu diesem Zeitpunkt kann der Lebensdauerwert der LED-Vorrichtung grundsätzlich sichergestellt werden. Wenn der Temperaturanstieg zu hoch ist, wird die Aufrechterhaltungsrate der LED-Lichtquelle stark reduziert.

Neue Probleme bei der Wärmeableitung von LED-Lampen:

Bei der Entwicklung von LED-Beleuchtungsprodukten gibt es zwei neue Technologien: Erstens, um den Lichtstrom einer einzelnen Röhre zu erhöhen, wird, wie unten erwähnt, eine größere Stromdichte injiziert, so dass der Chip mehr Wärme erzeugt und eine Wärmeableitung benötigt . Zweitens wird die neue Struktur gepackt. Wenn die Leistung der LED-Lichtquelle zunimmt, müssen mehrere Leistungs-LED-Chips zusammengepackt werden, beispielsweise eine COB-Struktur oder eine modulare Lampe, die mehr Wärme erzeugt und eine effizientere Wärmeableitungsstruktur erfordert. Maßnahmen, die wiederum neue Probleme bei der Wärmeableitung aufwerfen, da sie sonst die Leistung und Lebensdauer von LED-Lampen stark beeinträchtigen.

Derzeit beträgt der Gesamtwirkungsgrad der Wärmeableitung von LED-Lampen nur 50%, und es muss viel elektrische Energie in Wärme umgewandelt werden. Zweitens erzeugen LEDs mit hoher Stromdichte und modulare Leuchten mehr konzentrierte Wärme und erfordern eine gute Wärmeableitung.

Um die Wärmeableitung zu verbessern, schlagen wir folgende Vorschläge vor:

1) Aus Sicht der LED-Chips müssen neue Strukturen und neue Verfahren eingeführt werden, die Wärmebeständigkeit der Sperrschichttemperatur von LED-Chips und die Wärmebeständigkeit anderer Materialien müssen verbessert werden, so dass die Anforderungen an die Wärmeableitung geringer werden .


2) Reduzieren Sie den Wärmewiderstand der LED-Vorrichtung, nehmen Sie eine neue Struktur und ein neues Verfahren an und wählen Sie ein neues Material mit besserer Wärmeleitfähigkeit und Wärmebeständigkeit, einschließlich eines Verbindungsmaterials zwischen dem Metall und einem gemischten Kautschuk des Leuchtstoffs der Wärmewiderstand ≤ 10 ° C / W oder weniger.


3) reduzieren den Temperaturanstieg, versuchen Sie, wärmeableitende Materialien mit guter Wärmeleitfähigkeit zu verwenden, und entwerfen Sie ein besseres Belüftungsloch, damit die Restwärme so schnell wie möglich abgeführt werden kann. Die Temperatur sollte unter 30 ° C liegen. Darüber hinaus sollte die Erhöhung der Wärmeableitung von modularen Leuchten auf der Tagesordnung stehen.


4) Es gibt viele Möglichkeiten, Wärme abzuleiten. Zum Beispiel ist der Einsatz von Heatpipes natürlich gut, aber Kostenfaktoren sollten berücksichtigt werden. Die Kosteneffizienz sollte bei der Gestaltung berücksichtigt werden.

Zusätzlich zur Verbesserung der Effizienz der Leuchte, der Anforderungen an die Lichtverteilung und der schönen Erscheinung sollte das Design der LED-Leuchte den Wärmeableitungsgrad verbessern und ein Material mit guter Wärmeleitfähigkeit verwenden. Es wurde berichtet, dass der Kühlkörper mit einigen Nanomaterialien beschichtet ist und seine Wärmeleitfähigkeit um 30% erhöht ist. Um bessere mechanische Eigenschaften und Abdichtung zu erreichen, sollte der Kühlkörper staubdicht sein und der Temperaturanstieg der LED-Lampe sollte 30 ° C betragen.

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