In der Vergangenheit, wenn LEDs nur als Statusindikatoren verwendet werden konnten, die Wärmeableitung der Paket war noch nie ein Problem. Jedoch, in den letzten Jahren, Helligkeit und Leistung von LEDs wurden aktiv verbessert, und sie werden zunehmend in Hintergrundbeleuchtungs- und elektronischen Beleuchtungsanwendungen eingesetzt. Das Problem ist in aller Stille aufgetaucht. Die obige Aussage klingt etwas verwirrend. Wurde heute nicht betont, dass der Helligkeitsdurchbruch des 1000-W-LED-Wachstumslichts ein Durchbruch ist?? In 2003, Herr. Roland Haitz von der Lumileds LighTIng Company hat auf der Grundlage früherer Beobachtungen ein empirisches technisches Inferenzgesetz abgeleitet. Beginnend mit der ersten kommerziellen LED in 1965, während der Entwicklung von mehr als 30 Jahre, LED etwa alle 18 Monate Die Helligkeit kann verdoppelt werden 24 Monate, und im nächsten 10 Jahre, Es wird erwartet, dass die Helligkeit um erhöht werden kann 20 mal, und die Kosten werden auf reduziert 1/10 des Bestehenden. Dies ist auch die Felsgesetz das ist in den letzten Jahren populär geworden. Es gilt als das Moores Gesetz in der LED-Branche.
Haitz-Gesetz im LED-Bereich
Nach dem Haitzschen Gesetz, LEDs mit einer Helligkeit von 100lm/W (100 Lumen pro Watt) erschien in 2008; Jedoch, Die tatsächliche Entwicklung scheint weiter fortgeschritten zu sein als das Gesetz. Im Juni 2006, Chemische Industrie Nichia (Nawy ) Hat damit begonnen, technische Muster von weißen LEDs mit bis zu 100 lm/W bereitzustellen, und wird voraussichtlich Ende des Jahres offiziell in Massenproduktion gehen.
Man kann sagen, dass das Gesetz von Haitz das Gesetz von Moore im LED-Bereich ist. Laut Roland Haitz, Die Lichtausbeute von LEDs hat sich nahezu verdoppelt 18;24 Monate für die Vergangenheit 30 Jahre. daher, es wird geschätzt, dass die nächste 10 Jahre (2003) ; 2013) erhöht die Helligkeit um 20 mal, aber der Preis wird nur sein 1/10 des Stroms. Nicht nur die Helligkeit wurde kontinuierlich verbessert, Aber auch die Wärmeableitungstechnologie der LED wurde verbessert. In 1992, Der Wärmewiderstand einer LED betrug 360°C/W, und fiel dann auf 125°C/W, 75°C/W, 15°C/W, Jetzt ist der Punkt erreicht, an dem jede LED 6℃/W～10℃/W hat. Um es einfach auszudrücken, in der Vergangenheit, für jeden 1 Watt elektrische Energie, die LEDs verbrauchen, die Temperatur würde um 360℃ ansteigen. Erhöhung um 6℃~10℃.
Weniger Partikel, hohe Helligkeit, Mehrere und dicht angeordnete Partikel sind die Ursache für den Wärmeanstieg
Da die Helligkeitseffizienz verbessert wird, und die Wärmeableitungseffizienz wird verbessert, ist das nicht widersprüchlicher?? Es sollte kein Problem mehr mit der Wärmeableitung geben? Tatsächlich, Es sollte genauer gesagt werden, dass die Verschlimmerung des Wärmeableitungsproblems nicht in einer hohen Helligkeit liegt, aber in hoher Leistung; nicht in herkömmlicher Verpackung, aber in neuer Verpackung und neuen Anwendungen.
Erstens, in der Vergangenheit, Die LED dient nur als Kontrollleuchte, der Strom jedes einzelnen Lichts (Vorwärtsleitung) beträgt meist 5mA; zwischen 30mA, typischerweise 20mA, und der Strom Hochleistungs-LED (Notiz 1), Jeder einzelne hat 330 mA; 1Es wird ein Strom eingesendet, und die “Stromverbrauch pro Person” erhöht sich um das Zehnfache, oder sogar Dutzende Male (Notiz 2).
Notiz 1: Zusätzlich zur Vergrößerung der Fläche eines einzelnen lichtemittierenden Würfels, Die bestehende Hochleistungs-LED-Praxis implementiert auch die Praxis, mehrere Chips zusammen zu packen. Tatsächlich, Einige Weißlicht-LEDs setzen die blanken Kristalle der drei Grundfarben Rot in Szene, Grün, und Blau im selben Paket, um weißes Licht zu mischen.
Notiz 2: Obwohl die Beleuchtung (Vorwärtsleitung) Die Spannungen verschiedener LEDs sind unterschiedlich, Dieser Unterschied wird vorerst ignoriert.
Einfluss der thermischen Dispersion auf die Wärmeableitung einer 1000-W-LED-Wachstums-LED
Im gleichen Einzelpaket mit doppeltem Strom, die Hitze wird sich natürlich verdoppeln, daher wird die Wärmeableitung natürlich schlechter, aber leider, weil die Weißlicht-LED als Blitz des Kamerahandys verwendet wird, Es muss für die kleine Beleuchtung verwendet werden. Verwenden Sie Glühbirnen als Leuchtmittel im Projektor, Eine hohe Helligkeit reicht also nicht aus, und es muss eine hohe Leistung eingesetzt werden. Zu diesem Zeitpunkt, Die Wärmeableitung wird zum Problem.
Bei der oben genannten LED-Anwendungsmethode kommen nur wenige Hochleistungs-LEDs zum Einsatz, um 1 Zu 4 blinkt, um 1 Zu 8 Glühbirnen, und mehr als 10 im Projektor. Jedoch, Der Einsatz von Blitzen ist geringer und die Beleuchtungszeit ist nicht lang. Eine einzelne Glühbirne bietet rundherum ausreichend Platz zur Wärmeableitung, Und obwohl im Projektor kein Platz für die Wärmeableitung vorhanden ist, Es kann ein Kühlventilator eingebaut werden.
Die Abbildung zeigt das Diagramm der externen Quantisierungseffizienz von InGaN- und AlInGaP-LEDs für zwei Arten von Halbleitermaterialien bei jeder Spitzenwellenlänge (Lichtfarbe). Obwohl es in der Nähe sein kann 40% unter idealen Bedingungen, wenn die Lichtextraktionseffizienz berücksichtigt wird, Tatsächlich, sie sind beides 15%; 25%. Was mehr ist, Die effizienteren Teile der beiden Materialien liegen nicht im Wahrnehmungsbereich des menschlichen Auges, und nur 20% unterhalb des Geltungsbereichs. Jedoch, Es gibt immer noch viele Anwendungen, die eine hohe Helligkeit erfordern, aber verwenden müssen Wachstumslicht LED in dichter Anordnung, wie zum Beispiel Verkehrszeichenleuchten, Rundumleuchten zur Information Werbetafeln, TV-Wände bestehend aus LED-Gruppen, usw., Das Ergebnis einer dichten Anordnung ist, dass es nicht einfach ist, Wärme abzuleiten, Dabei handelt es sich um ein anwendungsbedingtes Wärmeableitungsproblem. Was mehr ist, im Hintergrundlicht von LCD-Fernsehern, 1000w Es werden LED-Wachstumslampen verwendet, aber auch dicht angeordnet. Um es kurz zu machen, klein und leicht, Der verfügbare Designraum für die Wärmeableitung auf der Rückseite ist eingeschränkter, und es sollte nicht gesehen werden, ob hohe Standards erforderlich sind. Verwenden Sie einen Kühlventilator, denn das Geräusch des Ventilators beeinflusst den Geschmack und die Stimmung beim Fernsehen.
Was sind die Nebenwirkungen, wenn das Problem der Wärmeableitung nicht gelöst wird??
es ist gut! Wenn das Problem der Wärmeableitung nicht gelöst ist, und die Wärme der LED kann nicht abgeführt werden, und die Arbeitstemperatur der LED steigt, Wird es irgendwelche Auswirkungen geben?? Es gibt zwei Haupteinflüsse darauf: (1) die Lichthelligkeit wird abgeschwächt, Und (2) die Lebensdauer wird gedämpft. Zum Beispiel, wenn die pn-Übergangstemperatur (Verbindungstemperatur) der LED beträgt 25°C (typische Arbeitstemperatur), die helligkeit ist 100, und wenn die Temperatur auf 75°C steigt, die Helligkeit wird auf reduziert 80, und wenn die Temperatur 125°C beträgt, 60 bleibt übrig 175. Nur 40 bleibt bei ℃. Offensichtlich, Die Sperrschichttemperatur und die Lichthelligkeit sind umgekehrt proportional zum linearen Zusammenhang. Je höher die Temperatur, desto dunkler ist die LED-Helligkeit.
Der Einfluss der Temperatur auf die Helligkeit ist linear, aber die Auswirkung auf das Leben ist exponentiell. Das Gleiche basiert auf der Sperrschichttemperatur. Wenn die Temperatur darunter gehalten wird 50 ℃, 1000w LED-Wachstumslicht hat eine Lebensdauer von fast 20,000 Std., und nur 75 ℃. Für 10,000 Std., 5,000 Stunden bleiben bei 100°C, 2,000 Stunden bleiben bei 125°C, Und 1,000 Stunden bleiben bei 150°C. Die Temperaturanzeige wechselt zweimal von 50 °C auf 100 °C, und die Lebensdauer sinkt 20,000 Stunden bis 1/4 mal 5,000 Std., was äußerst schädlich ist.
