Obecnie, wraz z szybkim rozwojem diod LED, z tego trendu korzystają diody LED dużej mocy.Obecnie największym problemem technicznym oświetlenia LED dużej mocy jest odprowadzanie ciepła.Słabe odprowadzanie ciepła prowadzi do zasilania diod LED i kondensatorów elektrolitycznych.Stała się krótką deską do dalszego rozwoju oświetlenia LED.Przyczyna przedwczesnego starzenia się źródła światła LED.
W schemacie lampy wykorzystującej źródło światła LED, ponieważ źródło światła LED pracuje przy niskim napięciu (VF=3,2V) i wysokim natężeniu prądu (IF=300-700mA), więc ciepło jest bardzo duże.Przestrzeń tradycyjnych lamp jest wąska, a grzejnik o małej powierzchni ma trudności z szybkim odprowadzeniem ciepła.Pomimo przyjęcia różnych schematów chłodzenia, wyniki są niezadowalające, a oświetlenie LED staje się problemem bez rozwiązania.
Obecnie po włączeniu źródła światła LED 20%-30% energii elektrycznej zamieniane jest na energię świetlną, a około 70% energii elektrycznej na energię cieplną.Dlatego kluczową technologią projektowania konstrukcji lamp LED jest możliwie najszybsze wyeksportowanie jak największej ilości energii cieplnej.Energia cieplna musi zostać rozproszona poprzez przewodzenie ciepła, konwekcję ciepła i promieniowanie cieplne.
Przeanalizujmy teraz, jakie czynniki powodują wystąpienie temperatury złącza LED:
1. Wewnętrzna wydajność obu nie jest wysoka.Kiedy elektron łączy się z dziurą, foton nie może zostać wygenerowany w 100%, co zwykle zmniejsza szybkość rekombinacji nośnika obszaru PN z powodu „upływu prądu”.Prąd upływu razy napięcie to moc tej części.Oznacza to, że zamienia się w ciepło, ale ta część nie zajmuje głównego składnika, ponieważ wydajność wewnętrznych fotonów jest już bliska 90%.
2. Żaden z fotonów generowanych wewnątrz nie może wystrzelić na zewnątrz chipa, a jednym z głównych powodów, dla którego ostatecznie przekształcana jest ona w energię cieplną, jest to, że ta, zwana zewnętrzną wydajnością kwantową, wynosi tylko około 30%, z czego większość jest przekształcana na ciepło.
Dlatego też odprowadzanie ciepła jest ważnym czynnikiem wpływającym na intensywność świecenia lamp LED.Radiator może rozwiązać problem rozpraszania ciepła przez lampy LED o słabym oświetleniu, ale radiator nie jest w stanie rozwiązać problemu rozpraszania ciepła przez lampy o dużej mocy.
Rozwiązania chłodzące LED:
Rozpraszanie ciepła przez diodę LED zaczyna się głównie od dwóch aspektów: rozpraszanie ciepła przez chip LED przed i po opakowaniu oraz rozpraszanie ciepła przez lampę Led.Rozpraszanie ciepła przez chip LED jest głównie związane z procesem wyboru podłoża i obwodu, ponieważ każda dioda LED może stworzyć lampę, więc ciepło generowane przez chip LED jest ostatecznie rozpraszane w powietrzu przez obudowę lampy.Jeśli ciepło nie zostanie dobrze rozproszone, pojemność cieplna chipa LED będzie bardzo mała, więc jeśli zgromadzi się trochę ciepła, temperatura połączenia chipa szybko wzrośnie, a jeśli będzie pracował w wysokiej temperaturze przez długi czas, żywotność zostanie szybko skrócona.
Ogólnie rzecz biorąc, grzejniki można podzielić na chłodzenie aktywne i chłodzenie pasywne w zależności od sposobu usuwania ciepła z grzejnika. Pasywne odprowadzanie ciepła polega na naturalnym rozpraszaniu ciepła źródła ciepła źródła światła LED do powietrza przez radiator, a efekt rozpraszania ciepła jest proporcjonalny do wielkości radiatora. Aktywne chłodzenie polega na wymuszonym odbieraniu ciepła emitowanego przez radiator przez urządzenie chłodzące, takie jak wentylator.Charakteryzuje się wysoką efektywnością odprowadzania ciepła i niewielkimi rozmiarami urządzenia. Chłodzenie aktywne można podzielić na chłodzenie powietrzem, chłodzenie cieczą, chłodzenie rurkami cieplnymi, chłodzenie półprzewodników, chłodzenie chemiczne i tak dalej.
Ogólnie rzecz biorąc, zwykłe grzejniki chłodzone powietrzem powinny naturalnie wybierać metal jako materiał grzejnika.Dlatego w historii rozwoju grzejników pojawiły się także następujące materiały: grzejniki z czystego aluminium, grzejniki z czystej miedzi oraz technologia łączenia miedzi i aluminium.
Ogólna skuteczność świetlna diody LED jest niska, co powoduje wysoką temperaturę złącza, co skutkuje skróceniem żywotności.Aby przedłużyć żywotność i obniżyć temperaturę złącza, należy zwrócić uwagę na problem odprowadzania ciepła.