علل و راه حل های گرمایش چراغ های ال ای دی

علل و راه حل های گرمایشلامپ های ال ای دی
دلیل گرم شدن LED این است که انرژی الکتریکی اضافه شده همه به انرژی نور تبدیل نمی شود، بلکه بخشی از آن به انرژی گرمایی تبدیل می شود. راندمان نور LED در حال حاضر تنها 100lm/W است و بازده تبدیل الکترواپتیکال آن تنها حدود 20 تا 30 درصد است. یعنی حدود 70 درصد انرژی الکتریکی به انرژی گرمایی تبدیل می شود.
به طور خاص، تولید دمای اتصال LED توسط دو عامل ایجاد می شود:
1. راندمان کوانتومی داخلی زیاد نیست، یعنی وقتی الکترون ها و حفره ها دوباره ترکیب می شوند، فوتون ها نمی توانند 100% تولید شوند که معمولاً به آن "نشت جریان" می گویند که نرخ نوترکیبی حامل ها را در ناحیه PN کاهش می دهد. جریان نشتی ضرب در ولتاژ توان این قطعه است که به انرژی گرمایی تبدیل می شود، اما این قطعه جزء اصلی را در نظر نمی گیرد، زیرا راندمان فوتون داخلی اکنون نزدیک به 90 درصد است.
2. فوتون های تولید شده در داخل نمی توانند همه به بیرون تراشه گسیل شوند و در نهایت به گرما تبدیل شوند. این قسمت قسمت اصلی است، زیرا راندمان کوانتومی خارجی فعلی تنها حدود 30٪ است و بیشتر آن به گرما تبدیل می شود.
اگرچه راندمان نوری لامپ رشته ای بسیار کم است، فقط حدود 15lm/W، اما تقریباً تمام انرژی الکتریکی را به انرژی نور تبدیل می کند و آن را به بیرون پرتاب می کند. از آنجایی که بیشتر انرژی تابشی مادون قرمز است، بازده نوری بسیار پایین است، اما مشکل خنک کننده را از بین می برد.
راه حل های دفع گرما برای وسایل روشنایی LED
حل اتلاف حرارت LED عمدتا از دو جنبه شروع می شود. قبل و بعد از بسته بندی، می توان آن را به عنوان اتلاف حرارت تراشه LED و اتلاف حرارت لامپ LED درک کرد. از آنجا که هر LED به یک لامپ، هسته LED تبدیل می شود
گرمای تولید شده توسط تراشه همیشه از طریق محفظه لامپ به هوا پراکنده می شود. اگر اتلاف گرما خوب نباشد، زیرا ظرفیت گرمایی تراشه LED بسیار کم است، کمی انباشت گرما به سرعت دمای اتصال تراشه را افزایش می دهد. اگر در دمای بالا برای مدت طولانی کار کند، عمر آن به سرعت کاهش می یابد. با این حال، راه های زیادی وجود دارد که این گرما را می توان از تراشه به هوای بیرون هدایت کرد. به طور خاص، گرمای تولید شده توسط تراشه LED از سینک حرارتی فلزی آن خارج می شود، ابتدا از طریق لحیم کاری به PCB بستر آلومینیومی عبور می کند و سپس از طریق خمیر حرارتی به هیت سینک آلومینیومی می رسد. بنابراین، اتلاف حرارت ازلامپ های ال ای دیدر واقع شامل دو بخش است: انتقال گرما و اتلاف گرما.
با این حال، اتلاف حرارت محفظه لامپ LED نیز بسته به اندازه قدرت و محل استفاده، انتخاب های متفاوتی خواهد داشت. عمدتاً روش های خنک کننده زیر وجود دارد:
1. پره های اتلاف حرارت آلومینیومی: این رایج ترین روش اتلاف گرما است که از پره های اتلاف حرارت آلومینیومی به عنوان بخشی از محفظه برای افزایش ناحیه اتلاف حرارت استفاده می کند.
2. پوسته پلاستیکی رسانای حرارتی: مواد رسانای حرارتی را در طی قالب گیری تزریقی پوسته پلاستیکی پر کنید تا رسانایی حرارتی و ظرفیت اتلاف حرارت پوسته پلاستیکی افزایش یابد.
3. هیدرودینامیک هوا: استفاده از شکل محفظه لامپ برای ایجاد هوای همرفتی، که کم هزینه ترین راه برای افزایش اتلاف گرما است.
4. فن، فن با راندمان بالا با عمر طولانی در داخل محفظه لامپ برای افزایش اتلاف گرما با هزینه کم و اثر خوب استفاده می شود. با این حال، تعویض فن دردسر بیشتری دارد و برای استفاده در فضای باز مناسب نیست. این طرح نسبتا کمیاب است.
5. لوله حرارتی، با استفاده از فناوری لوله حرارتی برای هدایت گرما از تراشه LED به پره های اتلاف حرارت پوسته. این یک طرح رایج در لامپ های بزرگ مانند لامپ های خیابانی است.
6. درمان اتلاف حرارت تابش سطحی، سطح محفظه لامپ با درمان اتلاف حرارت تشعشع درمان می شود، که می تواند گرما را از سطح محفظه لامپ با تابش دور کند.
به طور کلی، راندمان نورانی LED ها در حال حاضر هنوز نسبتاً پایین است، که باعث می شود دمای اتصال افزایش یابد و طول عمر کاهش یابد. برای کاهش دمای اتصال برای افزایش طول عمر، باید به مشکل اتلاف گرما توجه زیادی کرد.