כיצד לפתור בעיות תרמיות LED?

הסיבה לחימום מנורת LED:

הסיבה לחימום מנורת ה-LED נובעת מכך שהאנרגיה החשמלית הנוספת לא מומרת כולה לאנרגיית אור, אלא חלקה מומרת לאנרגיית חום, ויעילות ההמרה החשמלית לאופטית היא כ-20-30%. במילים אחרות, כ-70% מהאנרגיה החשמלית הופכת לחום. באופן ספציפי, טמפרטורת הצומת של ה-LED נגרמת על ידי שני גורמים: ראשית, היעילות הקוונטית הפנימית אינה גבוהה, כלומר, כאשר אלקטרונים וחורים משולבים מחדש זליגת זרם" מפחית את קצב הרקומבינציה של נשאים באזור PN. זרם הזליגה כפול המתח הוא הספק של חלק זה, המומר לאנרגיית חום, אך חלק זה אינו מהווה את המרכיב העיקרי, מכיוון שיעילות הפוטון הפנימית כעת קרובה ל-90%. שנית, כל הפוטונים שנוצרו בפנים אינם יכולים להיפלט אל החלק החיצוני של השבב ולבסוף להמיר אותם לחום. החלק הזה הוא העיקרי, מכיוון שהיעילות הקוונטית החיצונית הנוכחית היא רק כ-30%, ורובם מומרים לחום.

הפתרון לפיזור החום של נורות לד:

כדי לפתור את פיזור החום של נורות LED, אנחנו מתחילים בעיקר בשני היבטים. לפני ואחרי האריזה, ניתן להבין זאת כפיזור חום שבב LED ופיזור חום LED לאורך זמן. פיזור החום של שבב ה-LED קשור בעיקר לבחירה והתהליך של המצע והמעגל. פיזור החום של מנורת ה-LED עצמה נובע מכך שכל LED יהפוך למנורה, ולכן החום שנוצר משבב ה-LED מתפזר תמיד לאוויר דרך מעטפת המנורה. אם פיזור החום אינו טוב, מכיוון שיכולת החום של שבב ה-LED קטנה מאוד, הצטברות של מעט חום תגרום לטמפרטורת הצומת של השבב לעלות במהירות. אם הוא מופעל בטמפרטורה גבוהה במשך זמן רב, חייו יתקצרו במהירות. עם זאת, ישנן דרכים רבות לחום זה להוביל את השבב אל האוויר החיצוני. באופן ספציפי, החום שנוצר על ידי שבב LED יוצא מגוף הקירור המתכתי שלו, עובר תחילה דרך ההלחמה אל מצע האלומיניום PCB, ולאחר מכן עובר דרך הדבק המוליך התרמי אל גוף הקירור מאלומיניום.

לכן, פיזור החום של מנורות לד כולל למעשה שני חלקים: הולכת חום ופיזור חום. עם זאת, לפיזור החום של בית מנורת ה-LED יהיו אפשרויות שונות בהתאם לגודל הכוח ומקום השימוש. קיימות בעיקר את שיטות פיזור החום הבאות: סנפירי אלומיניום: זוהי הדרך הנפוצה ביותר לפיזור חום. סנפירי אלומיניום משמשים כחלק מהדיור להגדלת אזור פיזור החום. מעטפת פלסטיק מוליכה תרמית: מלאו את מעטפת הפלסטיק בחומר מוליך תרמית במהלך הזרקה כדי להגביר את המוליכות התרמית וקיבולת פיזור החום של מעטפת הפלסטיק. מכניקת נוזל אוויר פיזור חום: מכניקת נוזלי אוויר משתמשת בצורת בית המנורה כדי ליצור אוויר הסעה, שהיא הדרך הנמוכה ביותר לשיפור פיזור החום. החלק הפנימי של בית מנורת המאוורר משתמש במאוורר בעל חיים ארוכים ויעילות גבוהה כדי לשפר את פיזור החום: עלות נמוכה והשפעה טובה. עם זאת, קשה יותר להחליף מאוורר, והוא אינו מתאים לשימוש חיצוני. עיצוב מסוג זה נדיר יחסית. טכנולוגיית פיזור חום בצינור חום: צינור החום משתמש בטכנולוגיית צינור חום כדי להעביר חום משבב ה-LED אל סנפירי פיזור החום של המעטפת. זהו עיצוב נפוץ במנורות גדולות, כמו פנסי רחוב. טיפול בחום קרינת פני השטח פני השטח של בית המנורה מטופלים בחום קרינה: פשוט יש למרוח צבע פיזור חום קרינה, שיכול להסיר את החום משטח בית המנורה על ידי קרינה.