Warum brauchen Sie eine LED-Kühltechnologie?

Die LED-Wärmekühlungstechnologie kam im Jahr 2000 auf den Markt und besteht aus Halbleiter-Leuchtdioden. Das Arbeitsprinzip ist das Strahlungscompoundieren zur Erzeugung von Elektrolumineszenz. Es ist die gebräuchlichste Art der Kühlung. Als Teil des Gehäuses werden Kühlrippen aus Aluminium verwendet, um die Wärmeableitungsfläche zu erhöhen.

Die Hitzeprobleme

Wie herkömmliche Lichtquellen erzeugen auch Halbleiter-Leuchtdioden (LEDs) im Betrieb Wärme, deren Höhe von der Gesamtlichtausbeute abhängt. Unter Einwirkung externer elektrischer Energie rekombinieren die Strahlung von Elektronen und Löchern, um Elektrolumineszenz zu erzeugen. Das in der Nähe des PN-Übergangs abgestrahlte Licht muss auch das Halbleitermedium und das Verpackungsmedium des Chips selbst passieren, um nach außen (Luft) zu gelangen. Durch die Kombination von Strominjektionseffizienz, Radiolumineszenz-Quanteneffizienz und externer Lichtextraktionseffizienz des Chips werden am Ende nur 30-40% der zugeführten elektrischen Energie in Lichtenergie umgewandelt, und die verbleibenden 60-70% der Energie werden hauptsächlich verursacht durch nichtstrahlende Rekombination von Gitterschwingungen. Formumwandlungswärme

Die Auswirkungen auf die LED-Lebensdauer

Generell sind Stabilität und Qualität von LED-Lampen entscheidend für die Wärmeableitung des Lampenkörpers. Die Kühlung von LED-Lampen mit hoher Helligkeit auf dem Markt verwendet oft die natürliche Wärmeableitung, und der Effekt ist nicht ideal. LED-Lampen aus LED-Lichtquellen bestehen aus LEDs, Wärmeableitungsstrukturen, Treibern und Linsen. Daher ist auch die Wärmeableitung ein wichtiger Teil. Wenn die LED die Wärme nicht gut ableitet, wird auch ihre Lebensdauer beeinträchtigt.

Wärmemanagement ist das Hauptproblem bei High-Brightness-LED-Anwendungen

Da die p-Dotierung von Gruppe-III-Nitriden durch die Löslichkeit des Mg-Akzeptors und die höhere Startenergie von Löchern begrenzt ist, entsteht im p-Bereich besonders leicht Wärme, die durch die gesamte Struktur fließen muss, um am Kühlkörper abgeführt werden; Die Wärmeableitungspfade von LED-Geräten sind hauptsächlich Wärmeleitung und Wärmekonvektion; Die extrem niedrige Wärmeleitfähigkeit des Saphir-Substratmaterials führt zu einer Erhöhung des Wärmewiderstands des Geräts, was zu einem schwerwiegenden Selbsterhitzungseffekt führt, der sich verheerend auf die Leistung und Zuverlässigkeit des Geräts auswirkt.

Die Wirkung von Hitze auf LEDs mit hoher Helligkeit

Wärme wird in einem Chip mit kleiner Größe konzentriert, und die Temperatur des Chips steigt an, was zu einer ungleichmäßigen Verteilung der thermischen Belastung, der Lichtausbeute des Chips und der Verringerung der Leuchtstofflaser-Effizienz führt; Überschreitet die Temperatur einen bestimmten Wert, steigt die Ausfallrate des Geräts exponentiell an. Statistiken zeigen, dass die Zuverlässigkeit pro 2 °C Erhöhung der Komponententemperatur um 10 % sinkt. Wenn mehrere LEDs dicht angeordnet sind, um ein Weißlicht-Beleuchtungssystem zu bilden, wird das Problem der Wärmeableitung ernster. Die Lösung des Problems des Wärmemanagements ist zu einer Voraussetzung für High-Brightness-LED-Anwendungen geworden.

Die Beziehung zwischen Chipgröße und Wärmeableitung

Der direkteste Weg, die Helligkeit einer Leistungs-LED zu erhöhen, besteht darin, die Eingangsleistung zu erhöhen, und um die Sättigung der aktiven Schicht zu verhindern, muss die Größe des pn-Übergangs entsprechend erhöht werden; eine Erhöhung der Eingangsleistung wird unweigerlich die Sperrschichttemperatur erhöhen und die Quanteneffizienz verringern. Die Leistungssteigerung einer einzelnen Röhre hängt von der Fähigkeit des Geräts ab, Wärme aus dem pn-Übergang abzuleiten, während das vorhandene Chipmaterial, die Struktur, der Verpackungsprozess, die Stromdichte auf dem Chip und die entsprechenden Wärmeableitungsbedingungen, die Größe des der Chip und die Junction-Fläche werden separat erhöht Die Temperatur wird weiter steigen. Daher ist der LED-Kühlkörper für die LED-Industrie sehr wichtig.