LED灯发热的原因及计算公式

2020-11-20 06:00:50

LED灯泡火爆市场,各大品牌网店价格眼花缭乱,贵也有贵的道理,便宜也有便宜的市场。今天小编来说说LED灯泡的缺点之一:发热。LED灯泡发热了怎么办?LED是会产生热量的,很多人就会以为LED是冷光源,这仅仅是指LED的发光原理而已

综合电流注入效率、辐射发光量子效率、芯片外部光取出效率等,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。

而芯片温度的升高,则会增强非辐射复合,进一步消弱发光效率。因为,人们主观上认为大功率LED没有热量,事实上确有。大量的热,以至于在使用过程中发生问题。加上很多初次使用大功率LED的人,对热问题又不懂如何有效地解决,使得产品可靠性成为主要问题。

LED灯发热的原因及计算公式

具体来说,LED结温的产生是由于两个因素所引起的:

内部量子效率不高,也就是在电子和空穴复合时,并不能100%都产生光子,通常称为由“电流泄漏”而使PN区载流子的复合率降低。泄漏电流乘以电压就是这部分的功率,也就是转化为热能,但这部分不占主要成分,因为现在内部光子效率已经接近90%。

内部产生的光子无法全部射出到芯片外部而最后转化为热量,这部分是主要的,因为目前这种称为外部量子效率只有30%左右,大部分都转化为热量了。

就如前文所说虽然白炽灯的光效很低,只有151m/W左右,但是它几乎将所有的电能都转化为光能而辐射出去,因为大部分的辐射能是红外线,所以光效很低,但是却免除了散热的问题。

LED灯泡的散热解决方法:

解决LED灯泡的散热,主要从两个方面入手,封装前与封装后,可以理解为LED芯片散热与LED灯泡散热。LED芯片散热主要与衬底和电路的选择与工艺有关,本文暂不阐述。本文主要介绍LED灯泡的散热,因为任何LED都会制成灯具,所以LED芯片所产生的热量最后总是通过灯具的外壳散到空气中去。蕾雨斯灯饰照明认为如果散热不好,因为LED芯片的热容量很小,一点点热量的积累就会使得芯片的结温迅速提高,如果长时期工作在高温的状态,它的寿命就会很快缩短。然而这些热量要能够真正引导出芯片到达外部空气,要经过很多途径。具体来说,LED芯片所产生的热,从它的金属散热块出来,先经过焊料到铝基板的PCB,再通过导热胶才到铝散热器。所以LED酒店工程灯具的散热实际上包括导热和散热两个部分。

LED灯发热的原因及计算公式

然而LED灯壳散热依据功率大小及使用场所,也会有不同的选择。现在主要有以下几种散热方法:

铝散热鳍片:这是最常见的散热方式,用铝散热鳍片做为外壳的一部分来增加散热面积。

导热塑料壳:在塑料外壳注塑时填充导热材料,增加塑料外壳导热、散热能力。

空气流体力学散热:空气流体力学利用灯壳外形,制造出对流空气,这是最低成本的加强散热方式。

风扇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。

导热管散热技术:导热管利用导热管技术,将热量由LED芯片导到外壳散热鳍片。在大型灯具,如路灯等这是常见的设计。

表面辐射散热处理灯壳表面做辐射散热处理:简单的就是涂抹辐射散热涂料,可以将热量用辐射方式带离灯壳表面。

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