如何进行LED热量管理？从静态冷却、瞬态冷却两方面解析【乐发ll彩票app下载】

2024-11-19 01:55:01

LED是简单的设备。LED不仅不存在与半导体设计和操作者涉及的常见问题，而且LED主要用作闪烁。因此，光学涂层、光束管理装置如反射器和透镜、波长切换荧光体等不存在更进一步的系统复杂性。尽管如此，热量管理对于可信的固态灯光（SSL）产品而言至关重要。

此外，您必须理解如何在静态和瞬态背景下加热LED。对于LED，必须遵从两个热管理参数。一个是所需的工作温度，另一个是最低工作温度。一般来说，所需的工作温度必须尽量较低。

构建这一点可以保证低电光效率、较好的光谱质量和宽的器件寿命。在高温下操作者不仅不会减少LED产生的光，而且质量和数量方面也不会减少，最后不会启动时许多故障机制。LED制造商对这些缺失很通晓，需要设计出高约130°C结温的产品。由于LEDPCB的热阻，印刷电路板（PCB）的温度大约小10°C。

假如低于额定结温，每下降10°C，LED寿命大约减半一半。将电子切换为声子，LED效率比较较低。

高亮度白光LED可以超过40％的效率，而UVCLED有可能只有5％的效率。在这两种情况下，必需通过传导除去剩下的热量以避免短路。

这是LED光源或灯光设计师的责任。静态加热LED将LED维持加热的常规方法是将LED器件加装在散热器上。

来自LED的热量通过传导转入散热器，然后弥漫到空气中。假如热量被水或其他流体除去，散热器有时被称作冷板，因为相关联的风扇系统常常要设计工作流体正处于高于室内环境的相同温度。从LED到散热片能否有效地运输热量各不相同低导热性的材料。

例如，从图1的图表中可以显现出，铜高于铝和黄铜，又高于不锈钢。图1．材料具备有所不同程度的导热性。虽然铜在这些金属中是最佳的热导体，但是导电系数与材料的厚度牵涉到。

通过材料传导传送热量的能力主要跟热阻有关，厚度就越薄，热阻越大。电介质和气流例如，中高功率LED阵列一般来说创建在导电PCB上。在顶面，有铜板与LED展开电相连，而在下面有一块铝来传导热量。在铜和铝之间有一电介质层，以避免铜板对铝的电短路。

各制造商在自由选择介电材料方面采行了有所不同的方法，从有机材料到无机化合物，涵括了整个光谱。如图2右图，热电阻大于的电介质材料完全是一个数量级的，可以应用于最厚的电介质材料，同时仍能获取所需的绝缘隔绝。

图2．电介质材料的厚度不会影响耐热性。但是，图2并没解释全部。假设该装置是用空气冷却的，在LED和散热片之间的热路径中将有许多界面。

一些由焊料桥接，一些由粘合剂桥接，其他将被力在一起（例如用于螺丝）。这些接合处对热传导带给了额外的障碍，其大小有可能相当大、难以预测、并随时间而变化。

系统中所有热阻和界面电阻的串联／分段乘法称作热电阻，设计导通路径以维持LED加热。计算出来类似于电阻网络。在图3中，电压本质上就是温度，电流是冷通量，扣除电阻是热阻。

图3．在研发工作中，您可以依赖热传导路径的等效电阻。为了获得一个原始的热电阻系统模型，必需在材料之间的每个过渡性处加到热界面电阻。

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