Ursachen und Lösungen der Erwärmung von LED-Leuchten

Ursachen und Lösungen der Erwärmung vonLED Lichter
Der Grund für die Erwärmung der LED liegt darin, dass die zugeführte elektrische Energie nicht vollständig in Lichtenergie umgewandelt wird, sondern ein Teil davon in Wärmeenergie. Die Lichtausbeute von LED beträgt derzeit nur 100 lm/W und der Wirkungsgrad der elektrooptischen Umwandlung beträgt nur etwa 20–30 %. Das heißt, etwa 70 % der elektrischen Energie werden in Wärmeenergie umgewandelt.
Insbesondere wird die Entstehung der LED-Sperrschichttemperatur durch zwei Faktoren verursacht:
1. Die interne Quanteneffizienz ist nicht hoch, das heißt, wenn Elektronen und Löcher rekombiniert werden, können Photonen nicht zu 100 % erzeugt werden, was üblicherweise als „Stromleckage“ bezeichnet wird, was die Rekombinationsrate der Ladungsträger im PN-Bereich verringert. Der Leckstrom multipliziert mit der Spannung ist die Leistung dieses Teils, die in Wärmeenergie umgewandelt wird. Dieser Teil stellt jedoch nicht die Hauptkomponente dar, da die interne Photoneneffizienz jetzt bei nahezu 90 % liegt.
2. Die im Inneren erzeugten Photonen können nicht alle an die Außenseite des Chips abgegeben und schließlich in Wärme umgewandelt werden. Dieser Teil ist der Hauptteil, da die sogenannte externe Quanteneffizienz derzeit nur etwa 30 % beträgt und der größte Teil davon in Wärme umgewandelt wird.
Obwohl die Lichtausbeute der Glühlampe mit nur etwa 15 lm/W sehr gering ist, wandelt sie fast die gesamte elektrische Energie in Lichtenergie um und strahlt diese ab. Da der Großteil der Strahlungsenergie Infrarot ist, ist die Lichtausbeute sehr gering, aber das Kühlproblem entfällt.
Wärmeableitungslösungen für LED-Beleuchtungskörper
Die Lösung der Wärmeableitung von LEDs beginnt hauptsächlich mit zwei Aspekten. Vor und nach dem Verpacken kann darunter die Wärmeableitung des LED-Chips und die Wärmeableitung der LED-Lampe verstanden werden. Denn aus jeder LED wird eine Lampe, der LED-Kern
Die vom Chip erzeugte Wärme wird stets über das Gehäuse der Leuchte an die Luft abgegeben. Wenn die Wärmeableitung nicht gut ist, weil die Wärmekapazität des LED-Chips sehr gering ist, führt ein geringer Wärmestau schnell zu einem Anstieg der Sperrschichttemperatur des Chips. Wenn es längere Zeit bei hohen Temperaturen arbeitet, verkürzt sich seine Lebensdauer schnell. Es gibt jedoch viele Möglichkeiten, wie diese Wärme tatsächlich aus dem Chip an die Außenluft geleitet werden kann. Konkret kommt die vom LED-Chip erzeugte Wärme aus seinem Metallkühlkörper, gelangt zunächst durch das Lot zur Leiterplatte des Aluminiumsubstrats und dann durch die Wärmeleitpaste zum Aluminiumkühlkörper. Daher ist die Wärmeableitung vonLED Lampenbesteht eigentlich aus zwei Teilen: Wärmeleitung und Wärmeableitung.
Allerdings gibt es auch bei der Wärmeableitung des LED-Lampengehäuses je nach Leistungsgröße und Einsatzort unterschiedliche Möglichkeiten. Es gibt hauptsächlich folgende Kühlmethoden:
1. Aluminium-Wärmeableitungsrippen: Dies ist die gebräuchlichste Wärmeableitungsmethode, bei der Aluminium-Wärmeableitungsrippen als Teil des Gehäuses verwendet werden, um die Wärmeableitungsfläche zu vergrößern.
2. Wärmeleitende Kunststoffschale: Füllen Sie das wärmeleitende Material beim Spritzgießen der Kunststoffschale ein, um die Wärmeleitfähigkeit und Wärmeableitungskapazität der Kunststoffschale zu erhöhen.
3. Lufthydrodynamik: Nutzung der Form des Lampengehäuses zur Erzeugung von Konvektionsluft, der kostengünstigsten Möglichkeit zur Verbesserung der Wärmeableitung.
4. Im Lampengehäuse wird ein langlebiger, hocheffizienter Lüfter verwendet, um die Wärmeableitung bei geringen Kosten und mit guter Wirkung zu verbessern. Der Austausch des Lüfters ist jedoch aufwändiger und für den Außenbereich nicht geeignet. Dieses Design ist relativ selten.
5. Heatpipe, nutzt Heatpipe-Technologie, um Wärme vom LED-Chip zu den Wärmeableitungsrippen des Gehäuses zu leiten. Es handelt sich um ein gängiges Design bei großen Lampen wie Straßenlaternen.
6. Oberflächenstrahlungswärmeableitungsbehandlung: Die Oberfläche des Lampengehäuses wird mit einer Strahlungswärmeableitungsbehandlung behandelt, die die Wärme durch Strahlung von der Oberfläche des Lampengehäuses ableiten kann.
Generell gilt, dass die Lichtausbeute von LEDs derzeit noch relativ gering ist, was zu einem Anstieg der Sperrschichttemperatur und einer Verkürzung der Lebensdauer führt. Um die Sperrschichttemperatur zu senken und die Lebensdauer zu erhöhen, muss dem Problem der Wärmeableitung große Aufmerksamkeit gewidmet werden.