led路灯灯具芯片尺寸与散热的关系,提高功率LED的亮度最直接的方法是增大输入功率,而为了防止有源层的饱和必须相应地增大p-n结的尺寸;增大输入功率必然使结温升高,进而使量子效率降低。单管功率的提高取决于器件将热量从p-n结导出的能力、在保持现有芯片材料、结构、封装工艺、芯片上电流密度不变及等同的散热条件下,单独增加芯片的尺寸。使用LED绝缘散热塑料替代铝合金制作散热体,能大幅提高热辐射能力。表面辐射散热处理。灯壳散热的目的是降低LED芯片的工作温度,由于LED芯片膨胀系数和我们常用的金属导热、散热材料膨胀系数差距很大,不能将LED芯片直接焊接,以免高、低温热应力破坏LED芯片。最新的高导热陶瓷材料,导热率接近铝,膨胀系可调整到与LED芯片同步。这样就可以将导热、散热一体化,减少热传导中间环节。灯壳内部用长寿高效风扇加强散热,造价低,效果好。不过要换风扇就是麻烦些,也不适用于户外,这种设计较为少见液态球泡。利用液态球泡封装技术,将导热率较高的透明液体填充到灯体球泡内。这是除了反光原理外,唯一利用LED芯片出光面导热、散热的技术。灯头的利用 在家用型较小功率的LED灯,往往利用灯头内部空间,将发热的驱动电路部分或全部置入。这样可以利用像螺口灯头这样有较大金属表面的灯头散热,因为灯头是密接灯座金属电极和电源线的。所以一部分热量可由此导出散热。LED路灯高温解决方法:超导热能力:微槽群复合相变冷却技术具有超导热能力,其导热能力是铝基板的10000倍,该技术能把LED芯片的热量及时送到面积无限散热面上。导热系数大于106 W/(m*℃)。冷却能力超强:取热热流密度已达400W/cm2,其能力比水冷高1000倍,比热管高约100倍。取热能力比强制水冷高100倍,比强制风冷高1000倍。无功耗冷却:被动式散热,无需风扇或水泵,无冷却用能耗,无动力运行,节能。蒸气流动到冷凝器放热冷凝成液体,借助取热器微槽群的毛细力和液体重力回流到与大功率电力电子器件紧贴的取热器,从而实现无外加动力的闭式散热循环。基本上所有的LED灯具上的发光二极管都要通过PCB板作为载体,LED工作所产生的热量最先是传导到PCB板上的,就目前而言,铝制线路板(铝基板)是LED灯具中最被广泛使用的PCB板;根据热量传递的原理,热量是从温度高的物体传递到温度低的物体上,因此在进行LED发光电气件设计过程当中,需要对结温进行良好的控制,需要考虑到散热设计方面问题,首先需要充分了解铝基板如何设计能更有利于LED的散热。第一,LED排布越紧密(LED之间的间距小)热源越集中,中心LED的温度就越高,在条件允许的情况下,LED尽量分散布置,为LED周边提供更多空间的相对低温的介质,有利于将发射的热量更快向外壳进行传递;其次,铝基板上面的铜箔(电路)也是可以直观传导热量重要一环,纯铜金属的导热系数为381W/(m·K),仅次于纯银金属,LED是焊接于铜箔之上的,与铜箔这个载体是唯一接触的,热量最先到达铜箔层,因此满足介电性能和爬电距离的情况下,铜箔设计面积覆盖越大越好,可以让热量更快的传导到铝基板温度低的位置,是的整片铝基板更佳的均匀;最后,相同总功率下,LED颗数也是影响节温的一个比较重要的因素,单颗LED功率最直观的显现在于工作时电流大小,根据焦耳定律Q=I2Rt,也就说明,工作电流越小,LED产生的热量是成平方量级递减。
led路灯在开启后使用的很长一段时间,逐步会使led灯具内部的温度不断的攀升,如果不能及时的将产生的热量散发出去,会对路灯灯具的使用寿命的造成很大的影响,严重的会使led路灯灯具及路灯灯头损坏。LED光源与传统光源一样,半导体发光二极体(LED)在工作期间也会产生热量,其多少取决于整体的发光效率。在外加电能量作用下,电子和空穴的辐射复合发生电致发光,在PN结附近辐射出来的光还需经过芯片本身的半导体介质和封装介质才能抵达外界。综合电流注入效率、辐射发光量子效率、最终大概只有30-40%的输入电能转化为光能,其余60-70%的能量主要以非辐射复合发生的点阵振动的形式转化热能。采用LED光源的LED灯具主要结构由:LED、散热结构、驱动器、透镜等部分组成。如果LED不能很好散热、它的寿命也会受影响。热量管理是高亮度LED应用中的主要问题。由于III族氮化物的p型掺杂受限于Mg受主的溶解度和空穴的较高启动能,热量特别容易在p型区域中产生,这个热量必须通过整个结构才能在热沉上消散。衬底材料极低的热导率导致器件热阻增加,产生严重的自加热效应,对器件的性能和可靠性产生毁灭性的影响。热量对高亮度LED的影响。热量集中在尺寸很小的芯片内,芯片温度升高,引起热应力的非均匀分布、芯片发光效率和萤光粉激射效率下降。当温度超过一定值时,器件失效率呈指数规律增加。LED路灯散热主要通过传导,辐射以及对流散热这三种途径进行。这三种方式具有不同的使用环境和效果,在进行LED灯具散热结构设计之前,需要充分考虑到上述的使用环境和自身的热原理,根据该环境选出合理的散热方式,最终确定灯具的散热结构,只有这样才能够设计出良好的LED路灯。但由于一些商家为了吸引顾客,更多地注重外观设计。再加上使用者往往不会特别重视这一问题,所以造成LED灯具结构散热设计过程会存在一些问题。现阶段,LED路灯灯具结构和工艺让人眼花缭乱,具有各种各样的形式,那么我们在设计LED灯具过程当中需要考虑到其功能,并且考虑到设计所适用的环境,重点要做好LED路灯散热结构设计。设计LED路灯前首先要对所使用的白光光源LED内部结构有充分的了解,才能进行灯体结构的散热设计,因为目前所使用的白光封装LED的种类很多,大体上有两个比较大的类别,区别在于是单颗点阵的SMD封装、还是集成封装(COB)光源,两种的光源方式散热结构设计虽然原理相同,但是在局部设计上还是有些许不同的。
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