怎樣提高防爆LED燈具的使用壽命led被稱為第四代照明光源或綠色光源,具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小等特點(diǎn),可以廣泛應(yīng)用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領(lǐng)域。近年來,世界上一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家圍繞LED的研制展開了激烈的技術(shù)競賽。其中LED散熱一直是一個(gè)亟待解決的問題! 有研究數(shù)據(jù)表明,假如LED芯片結(jié)溫為25度時(shí)的發(fā)光為100%,那么結(jié)溫上升至60度時(shí),其發(fā)光量就只有90%;結(jié)溫為100度時(shí)就下降到80%;140度就只有70%。可見改善散熱,控制結(jié)溫是十分重要的事。 除此以外LED的發(fā)熱還會(huì)使得其光譜移動(dòng);色溫升高;正向電流增大(恒壓供電時(shí));反向電流也增大;熱應(yīng)力增高;熒光粉環(huán)氧樹脂老化加速等等種種問題,所以說,LED的散熱是LED燈具的設(shè)計(jì)中zui為重要的一個(gè)問題。也是提高防爆LED使用壽命的zui大問題 BAK51防爆視孔燈LED芯片結(jié)溫是怎么產(chǎn)生的 LED發(fā)熱的原因是因?yàn)樗尤氲碾娔懿]有全部轉(zhuǎn)化為光能,而是一部分轉(zhuǎn)化成為熱能。LED的光效目前只有100lm/W,其電光轉(zhuǎn)換效率大約只有20~30%左右。也就是說大約70%的電能都變成了熱能。 具體來說,BAK51防爆視孔燈結(jié)溫的產(chǎn)生是由于兩個(gè)因素所引起的?! ?.內(nèi)部量子效率不高,也就是在電子和空穴復(fù)合時(shí),并不能100%都產(chǎn)生光子,通常稱為由“電流泄漏”而使PN區(qū)載流子的復(fù)合率降低。泄漏電流乘以電壓就是這部分的功率,也就是轉(zhuǎn)化為熱能,但這部分不占主要成分,因?yàn)楝F(xiàn)在內(nèi)部光子效率已經(jīng)接近90%?! ?.內(nèi)部產(chǎn)生的光子無法全部射出到芯片外部而zui后轉(zhuǎn)化為熱量,這部分是主要的,因?yàn)槟壳斑@種稱為外部量子效率只有30%左右,大部分都轉(zhuǎn)化為熱量了?! ‰m然白熾燈的光效很低,只有15lm/W左右,但是它幾乎將所有的電能都轉(zhuǎn)化為光能而輻射出去,因?yàn)榇蟛糠值妮椛淠苁羌t外線,所以光效很低,但是卻免除了散熱的問題?! JD320防爆應(yīng)急燈LED的散熱現(xiàn)在越來越為人們所重視,這是因?yàn)長ED的光衰或其壽命是直接和其結(jié)溫有關(guān),散熱不好結(jié)溫就高,壽命就短。 大功率LED白光應(yīng)用及LED芯片散熱解決方法 當(dāng)今LED白光產(chǎn)品被逐漸運(yùn)用于各大領(lǐng)域投入使用,人們?cè)诟惺芷浯蠊β蔐ED白光帶來的驚人快感同時(shí)也在擔(dān)心其存在的種種實(shí)際問題! 首先從大功率LED白光本身性質(zhì)來說。大功率LED仍舊存在著發(fā)光均一性不佳、封閉材料的壽命不長尤其是其LED芯片散熱問題很難得到很好的解決,而無法發(fā)揮白光LED被期待的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)?! ∑浯螐拇蠊β蔐ED白光市場價(jià)格來說。當(dāng)今大功率LED還是一種貴族式的白光產(chǎn)品,因?yàn)榇蠊β十a(chǎn)品的價(jià)格還是過高,而且技術(shù)上還是有待完善,所以說大功率白光LED產(chǎn)品不是誰想用就能夠用的。 下面OFweek半導(dǎo)體照明網(wǎng)來分解下大功率LED散熱的相關(guān)問題?! 〗┠暝跇I(yè)界專家的努力下對(duì)大功率LED芯片散熱問題提出了一下幾點(diǎn)改善方案: 1. 通過提高LED晶片面積來增加發(fā)光量?! ?. 采用封裝數(shù)個(gè)小面積LED晶片。 3. 改變LED封裝材料和螢光材料。 那么是不是通過以上三種方法就可以*改進(jìn)大功率LED白光產(chǎn)品的散熱問題了呢?實(shí)則斐然!首先我們雖然將LED芯片的面積增大,以此獲得更多的光通量(光單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的光束數(shù)即為光通量,單位ml)希望能夠達(dá)到我們想要的白光效果,但因其實(shí)際面積過大,而導(dǎo)致在應(yīng)用過程與結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)了一些適得其反的現(xiàn)象?! ∧敲词遣皇谴蠊β蔐ED白光散熱問題就真的無法解決了呢?當(dāng)然不是無法解決了。針對(duì)單純?cè)龃缶娣e而出現(xiàn)的負(fù)面問題,LED白光業(yè)者們就根據(jù)電極構(gòu)造的改良及覆晶的構(gòu)造并利用封裝數(shù)個(gè)小面積LED晶片等方式從大功率LED晶片表面進(jìn)行改良從而來達(dá)到60lm/W的高光通量低高散熱的發(fā)光效率。 其實(shí)還有一種方法可以有效改進(jìn)大功率LED芯片散熱問題。那就是將其白光封裝材料用硅樹脂取代以往的塑料或者有機(jī)玻璃。更換封裝材料不僅能夠解決LED芯片散熱問題更能夠提高白光LED壽命,真是一箭雙雕啊。我想說的是幾乎所有像大功率LED白光這樣的高功率白光LED產(chǎn)品都應(yīng)該采用硅樹脂作為封裝的材料。為什么現(xiàn)在大功率LED中必須采用硅膠作為封裝材料?因?yàn)楣枘z對(duì)同樣波長光線的吸收率不到1%。但是環(huán)氧樹脂對(duì)400-459nm的光線吸收率高達(dá)45%,很容易由于長期吸收這種短波長光線以后產(chǎn)生的老化而使光衰嚴(yán)重。 當(dāng)然在實(shí)際的生產(chǎn)生活中還會(huì)出現(xiàn)很多像大功率LED白光芯片散熱這樣的問題,因?yàn)槿藗儗?duì)大功率LED白光越廣泛的應(yīng)用就會(huì)出現(xiàn)越深入難解的種種問題! BJD320防爆應(yīng)急燈LED芯片的特點(diǎn)是在極小的體積內(nèi)產(chǎn)生*的熱量。而LED本身的熱容量很小,所以必須以zui快的速度把這些熱量傳導(dǎo)出去,否則就會(huì)產(chǎn)生很高的結(jié)溫。為了盡可能地把熱量引出到芯片外面,人們?cè)贚ED的芯片結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了很多改進(jìn)。為了改善LED芯片本身的散熱,其zui主要的改進(jìn)就是采用導(dǎo)熱更好的襯底材料。像Cree公司的LED的熱阻因?yàn)椴捎昧颂蓟枳骰祝绕渌镜臒嶙柚辽俚鸵槐??! 〖词鼓軌蚪鉀Q從晶片到封裝材料間的抗熱性,但因從封裝到PCB板的散熱效果不好的話,同樣也是造成LED晶片溫度的上升,出現(xiàn)發(fā)光效率下降的現(xiàn)象。所以,就像是松下就為了解決這樣的問題,從2005年開始,便把包括圓形,線形,面型的白光LED,與PCB基板設(shè)計(jì)成一體,來克服可能因?yàn)槌霈F(xiàn)在從封裝到PCB板間散熱中斷的問題?! ∫虼?,在面對(duì)不斷提高電流情況的同時(shí),如何增加抗熱能力,也是現(xiàn)階段的急待被克服的問題,從各方面來看,除了材料本身的問題外,還包括從晶片到封裝材料間的抗熱性、導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)、封裝材料到PCB板間的抗熱性、導(dǎo)熱結(jié)構(gòu),及PCB板的散熱結(jié)構(gòu)等,這些都需要作整體性的考量?! ED照明燈具散熱的問題解答 對(duì)目前常見的白熾燈泡或是熒光燈來說,即便產(chǎn)品本身運(yùn)行可能產(chǎn)生熱能,但組件的高熱仍可以被有效隔離,使光源與電源接座不會(huì)因熱而產(chǎn)生意外的問題。但固態(tài)照明就不同,一來LED組件集中單點(diǎn)的運(yùn)行高溫,必須采取更多積極手段進(jìn)行散熱處理,同時(shí)搭配主動(dòng)有效的熱處理機(jī)制,才能避免燈具發(fā)生問題。LED固態(tài)光源熱處理問題較傳統(tǒng)燈具復(fù)雜得多?! 鹘y(tǒng)光源或燈具多有運(yùn)行過程產(chǎn)生高熱的問題,例如鹵素?zé)襞莼虬谉霟襞荩羰前谉霟粜问剑丛谔厥馓幚淼臒羟騼?nèi)加熱鎢絲產(chǎn)生光亮。 實(shí)際上,高溫產(chǎn)生在燈絲上而非燈座,即便燈座會(huì)因燈球玻璃或是金屬受鎢絲發(fā)光的輻射熱、熱傳導(dǎo)間接產(chǎn)生高溫,但產(chǎn)生的溫度都在可接受的安全范圍,再加上非直接接觸傳導(dǎo),安全性也相對(duì)較高?! 〉珦Q成LED固態(tài)光源形式的燈具,其熱處理便可能成為新的應(yīng)用安全問題。多數(shù)人會(huì)認(rèn)為LED具高能源轉(zhuǎn)換效率、低驅(qū)動(dòng)能源優(yōu)勢,自然使用安全性較高,但實(shí)際上LED固態(tài)光源為了達(dá)到日常照明的應(yīng)用目的,必須透過加大單組組件的功率去強(qiáng)化單元件的輸出流明,例如燈具廠會(huì)采取多LED組件整合形式加強(qiáng)輸出效果,且多組件同時(shí)運(yùn)行也能改善LED固態(tài)光源光型偏向點(diǎn)光源的問題,讓LED固態(tài)光源技術(shù)的燈具可產(chǎn)生如燈泡般的面光源效果?! ∪绻獜?qiáng)化單元件的輸出流明,必須更高的電流,以使LED芯片的PN接面產(chǎn)生更多流明,但更高電流也會(huì)讓單點(diǎn)LED組件的溫度升高、更難處理,甚至為了提高燈具的光型表現(xiàn)、發(fā)光效率而采取多組件并用形式,也會(huì)使LED燈具的高溫問題加劇,讓散熱問題更難處理?! 【C觀目前LED燈具市場的發(fā)展趨勢,多數(shù)LED光源的廠商大多會(huì)先以市場為主導(dǎo),因?yàn)楦邌蝺r(jià)、*,也可以借由技術(shù)差異迅速打入發(fā)展技術(shù)較前衛(wèi)的LED光源市場,例如,針對(duì)室內(nèi)裝潢、情境燈具應(yīng)用的嵌燈、壁燈、吸頂燈就成為LED光源燈具較常見的設(shè)計(jì)形式,其替換傳統(tǒng)燈具后的省電效益亦zui受相關(guān)業(yè)者關(guān)注?! ED光源燈具必須重點(diǎn)處理的熱管理設(shè)計(jì),在可能于密閉或半密死循使用的嵌燈、壁燈、吸頂燈產(chǎn)品,形成更嚴(yán)苛的挑戰(zhàn),燈具開發(fā)商必須從材料、產(chǎn)品構(gòu)型、主/被動(dòng)散熱機(jī)制、驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)等方面投入更多資源,以避免產(chǎn)品的問題肇生。特別是LED嵌入式燈具體積小,且常采多組件整合,模塊的散熱設(shè)計(jì)難度較高。嵌入式燈具外殼采鋁擠型或散熱片設(shè)計(jì),可發(fā)揮自體散熱作用。但這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
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