找回密码
 注册
关于网站域名变更的通知
查看: 413|回复: 2
打印 上一主题 下一主题

LED结温的来源及降低措施

[复制链接]
  • TA的每日心情
    开心
    2019-11-20 15:00
  • 签到天数: 2 天

    [LV.1]初来乍到

    跳转到指定楼层
    1#
    发表于 2019-1-17 10:51 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

    EDA365欢迎您登录!

    您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册

    x
    LED结温的来源及降低措施
    7 o% D" p' E" E1 I7 n- \; z
    " |/ ^; K3 n9 N5 e7 n. j+ q4 J, }! ^
    中心议题:1 I# l; o1 P  f& E2 P
    LED结温及其降低方法7 Z1 g! v6 J8 H& c2 L
    解决方案:, J" N* i' F3 k, ?
    减少LED本身的热阻! p# D2 t7 n& g$ {
    减少LED与二次散热机构安装介面之间的热阻$ g- R) @$ }% \0 n+ ^0 d+ C. D3 g
    控制额定输入功率
    * `1 L6 t: m$ S9 M+ {4 u# C
    ; b6 H2 [# p* B% ]1、什么是LED的结温?9 V# o8 T; ~6 {3 w2 O3 @. d' L

    ; G$ E6 m  S% {) u+ G* qLED的基本结构是一个LED照明的P—N结。实验指出,当电流流过LED元件时,P—N结的温度将上升,严格意义上说,就把P—N结区的温度定义为LED的结温。通常由于元件芯片均具有很小的尺寸,因此我们也可把LED芯片的温度视之为结温。* G: d/ U7 l! g& F* h0 _7 K# s

    * ]* _: F5 g% X4 Q9 E1 H2 w2、产生LED结温的原因有哪些?
    * M9 f0 p9 Y4 w3 c' s+ `6 l  Q; a6 A3 A/ t; }) G
    在LED工作时,可存在以下五种情况促使结温不同程度的上升:* U' ^9 g! |( R" W2 z0 Y6 e
    " d) f3 ]& g: K& n7 i* A
    A、元件不良的电极结构,视窗层衬底或结区的材料以及导电银胶等均存在一定的电阻值,这些电阻相互垒加,构成LED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。
    / P% B; j. X/ W5 e2 M$ n7 ^
    / {7 [; t# l) [B、由于P—N结不可能极端完美,元件的注人效率不会达到100%,也即是说,在LED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),一般情况下,后一类的电荷注人不会产生光电效应,而以发热的形式消耗掉了。即使有用的那部分注入电荷,也不会全部变成光,有一部分与结区的杂质或缺陷相结合,最终也会变成热。
    ) A. L, `! Y7 h7 @" `6 w" W$ }( V( k8 _! a0 e
    C、实践证明,出光效率的限制是导致LED结温升高的主要原因。目前,先进的材料生长与元件制造工艺已能使LED极大多数输入电能转换成光辐射能,然而由于LED芯片材料与周围介质相比,具有大得多的折射系数,致使芯片内部产生的极大部分光子(>90%)无法顺利地溢出介面,而在芯片与介质介面产生全反射,返回芯片内部并通过多次内部反射最终被芯片材料或衬底吸收,并以晶格振动的形式变成热,促使结温升高。. |. J. N* e7 {% y1 B. Z+ g
    # {5 p7 T% }* z  B0 n, o2 Y
    D、显然,LED元件的热散失能力是决定结温高低的又一个关键条件。散热能力强时,结温下降,反之,散热能力差时结温将上升。由于环氧胶是低热导材料,因此P—N结处产生的热量很难通过透明环氧向上散发到环境中去,大部分热量通过衬底、银浆、管壳、环氧粘接层, PCB与热沉向下发散。显然,相关材料的导热能力将直接影响元件的热散失效率。一个普通型的LED,从P—N结区到环境温度的总热阻在300到 600℃/w之间,对于一个具有良好结构的功率型LED元件,其总热阻约为15到30℃ /W。巨大的热阻差异表明普通型LED元件只能在很小的输入功率条件下,才能正常地工作,而功率型元件的耗散功率可大到瓦级甚至更高。
    $ i7 s$ Y5 x; @8 `1 t; n/ O
    , d9 D' G. g+ ~3、降低LED结温的途径有哪些?& I) ?. ?3 O" |6 }* y

    . u: d: g1 w! n) }+ g2 ~( P# DA、减少LED本身的热阻;& @, O  M7 T4 L7 ^4 q/ K; u$ g

    . _' R' A2 G* f) [B、良好的二次散热机构;
    $ e9 {3 e7 d1 D7 J) X+ I  S6 g4 n  z1 N( Z$ ?
    C、减少LED与二次散热机构安装介面之间的热阻;
      f$ h. ~' _; V* \( t' [/ W% H7 x7 k& @; |7 p
    D、控制额定输入功率;
    . {  Y4 I0 z4 k! I$ D  V# j# ~7 e- A0 j& V+ [; q  N$ V
    E、降低环境温度( O7 |* `, f- t+ Q/ A6 z
    1 u$ B5 [& P: R: L1 ^& {! y! A2 e
    LED的输入功率是元件热效应的唯一来源,能量的一部分变成了辐射光能,其余部分最终均变成了热,从而抬升了元件的温度。显然,减小LED温升效应的主要方法,一是设法提高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提高元件的热散失能力,使结温产生的热,通过各种途径散发到周围环境中去。

    4 L% ]! I& k4 n* `) g2 Q, ]

    该用户从未签到

    2#
    发表于 2019-1-17 17:04 | 只看该作者
    看看都有哪些措施
    您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

    本版积分规则

    关闭

    推荐内容上一条 /1 下一条

    EDA365公众号

    关于我们|手机版|EDA365电子论坛网 ( 粤ICP备18020198号-1 )

    GMT+8, 2025-6-10 11:22 , Processed in 0.078125 second(s), 23 queries , Gzip On.

    深圳市墨知创新科技有限公司

    地址:深圳市南山区科技生态园2栋A座805 电话:19926409050

    快速回复 返回顶部 返回列表