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大功率LED灯具结温的原因

来源: 时间:2017-03-17 13:43:34

1、什么是大功率LED灯具结温的结温?

大功率LED灯具结温的根本构造是一个半导体的P-N结。实验指出,当电流流过大功率LED灯具结温元件时,P-N结的温度将上升,严厉意义上说,就把P-N结区的温度定义为大功率LED灯具结温结温。通常由于元件芯片均具有很小的尺寸,因而我们也可把大功率LED灯具结温芯片的温度视之为结温。


2、产生大功率LED灯具结温结温的缘由有哪些?

在大功率LED灯具结温工作时,可存在以下五种状况促使结温不同水平的上升:

a、元件不良的电极构造,视窗层衬底或结区的资料以及导电银胶等均存在一定的电阻值,这些电阻互相垒加,构成大功率LED灯具结温元件的串联电阻。当电流流过P-N结时,同时也会流过这些电阻,从而产生焦耳热,引致芯片温度或结温的升高。

b、由于P-N结不可能极端圆满,元件的注人效率不会到达100%,也即是说,在大功率LED灯具结温工作时除P区向N区注入电荷(空穴)外,N区也会向P区注人电荷(电子),普通状况下,后一类的电荷注人不会产生光电效应,而以发热的方式耗费掉了。即便有用的那局部注入电荷,也不会全部变成光,有一局部与结区的杂质或缺陷相分离,最终也会变成热。

c、理论证明,出光效率的限制是招致大功率LED灯具结温结温升高的主要缘由。目前,先进的资料生长与元件制造工艺已能使大功率LED灯具结温极大多数输入电能转换成光辐射能,但是由于大功率LED灯具结温芯片资料与四周介质相比,具有大得多的折射系数,致使芯片内部产生的极大局部光子(>90%)无法顺利地溢出介面,而在芯片与介质介面产生全反射,返回芯片内部并经过屡次内部反射最终被芯片资料或衬底吸收,并以晶格振动的方式变成热,促使结温升高。

d、显然,大功率LED灯具结温元件的热流失才能是决议结温上下的又一个关键条件。散热才能强时,结温降落,反之,散热才能差时结温将上升。由于环氧胶是低热导资料,因而P-N结处产生的热量很难经过透明环氧向上分发到环境中去,大局部热量经过衬底、银浆、管壳、环氧粘接层,PCB与热沉向下发散。显然,相关资料的导热才能将直接影响元件的热流失效率。一个普通型的大功率LED灯具结温,从P-N结区到环境温度的总热阻在300到600℃/w之间,关于一个具有良好构造的功率型大功率LED灯具结温元件,其总热阻约为15到30℃/w.宏大的热阻差别标明普通型大功率LED灯具结温元件只能在很小的输入功率条件下,才干正常地工作,而功率型元件的耗散功率可大到瓦级以至更高。

 

3、降低大功率LED灯具结温结温的途径有哪些?

a、减少大功率LED灯具结温自身的热阻;

b、良好的二次散热机构;

c、减少大功率LED灯具结温与二次散热机构装置介面之间的热阻;

d、控制额定输入功率;

e、降低环境温度

 

大功率LED灯具结温的输入功率是元件热效应的独一来源,能量的一局部变成了辐射光能,其他局部最终均变成了热,从而抬升了元件的温度。显然,减小大功率LED灯具结温温升效应的主要办法,一是设法进步元件的电光转换效率(又称外量子效率),使尽可能多的输入功率转变成光能,另一个重要的途径是设法进步元件的热流失才能,使结温产生的热,经过各种途径分发到四周环境中去。

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