Ngày nay, với sự phát triển nhanh chóng của đèn LED, đèn LED công suất cao đang đón đầu xu hướng. Hiện nay, vấn đề kỹ thuật lớn nhất của đèn LED công suất cao là tản nhiệt. Tản nhiệt kém dẫn đến nguồn điện dẫn động LED và tụ điện. Nó đã trở thành một bảng ngắn cho sự phát triển hơn nữa của ánh sáng LED. Nguyên nhân khiến nguồn sáng LED bị lão hóa sớm.
Trong sơ đồ đèn sử dụng nguồn sáng LED, do nguồn sáng LED hoạt động ở trạng thái làm việc điện áp thấp (VF=3,2V), dòng điện cao (IF=300-700mA) nên tỏa nhiệt rất mạnh. Không gian của đèn truyền thống chật hẹp, bộ tản nhiệt có diện tích nhỏ khó có thể thoát nhiệt nhanh chóng. Mặc dù áp dụng nhiều phương án làm mát khác nhau nhưng kết quả vẫn không đạt yêu cầu, khiến đèn chiếu sáng LED trở thành một vấn đề chưa có giải pháp.
Hiện tại, sau khi bật nguồn sáng LED, 20% -30% năng lượng điện được chuyển thành năng lượng ánh sáng và khoảng 70% năng lượng điện được chuyển thành năng lượng nhiệt. Vì vậy, công nghệ then chốt của thiết kế cấu trúc đèn LED là giúp xuất ra càng nhiều năng lượng nhiệt càng sớm càng tốt. Năng lượng nhiệt cần được tiêu tán thông qua dẫn nhiệt, đối lưu nhiệt và bức xạ nhiệt.
Bây giờ hãy phân tích những yếu tố nào gây ra sự xuất hiện của nhiệt độ khớp LED:
1. Hiệu quả nội bộ của cả hai không cao. Khi electron kết hợp với lỗ trống, photon không thể được tạo ra 100%, điều này thường làm giảm tốc độ tái hợp hạt mang của vùng PN do “rò rỉ dòng điện”. Dòng điện rò nhân với điện áp chính là công suất của bộ phận này. Tức là nó chuyển thành nhiệt, nhưng phần này không chiếm thành phần chính, vì hiệu suất của các photon bên trong đã gần 90%.
2. Không có photon nào được tạo ra bên trong có thể bắn ra bên ngoài chip, và một phần lý do chính khiến năng lượng này cuối cùng được chuyển thành năng lượng nhiệt là vì cái này, được gọi là hiệu suất lượng tử bên ngoài, chỉ khoảng 30%, phần lớn trong số đó được chuyển thành nhiệt.
Vì vậy, tản nhiệt là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến cường độ chiếu sáng của đèn LED. Tản nhiệt có thể giải quyết vấn đề tản nhiệt của đèn LED có độ chiếu sáng thấp, nhưng tản nhiệt không thể giải quyết được vấn đề tản nhiệt của đèn công suất cao.
Giải pháp làm mát LED:
Quá trình tản nhiệt của Led chủ yếu bắt đầu từ hai khía cạnh: tản nhiệt của chip Led trước và sau gói và khả năng tản nhiệt của đèn Led. Tản nhiệt của chip LED chủ yếu liên quan đến quá trình lựa chọn chất nền và mạch, bởi vì bất kỳ đèn LED nào cũng có thể tạo ra đèn, do đó nhiệt do chip LED tạo ra cuối cùng sẽ được phân tán vào không khí qua vỏ đèn. Nếu nhiệt không được tản tốt, công suất nhiệt của chip LED sẽ rất nhỏ, do đó nếu tích tụ một ít nhiệt, nhiệt độ kết nối của chip sẽ tăng nhanh và nếu hoạt động ở nhiệt độ cao trong thời gian dài, nhiệt độ sẽ tăng lên. tuổi thọ sẽ bị rút ngắn nhanh chóng.
Nói chung, bộ tản nhiệt có thể được chia thành làm mát chủ động và làm mát thụ động tùy theo cách loại bỏ nhiệt khỏi bộ tản nhiệt. Tản nhiệt thụ động là tản nhiệt một cách tự nhiên của nguồn sáng LED nguồn nhiệt vào không khí thông qua tản nhiệt, và hiệu ứng tản nhiệt tỷ lệ thuận với kích thước của tản nhiệt. Làm mát chủ động là cưỡng bức lấy đi nhiệt lượng tỏa ra từ tản nhiệt thông qua một thiết bị làm mát như quạt. Nó được đặc trưng bởi hiệu suất tản nhiệt cao và kích thước nhỏ của thiết bị. Làm mát chủ động có thể được chia thành làm mát không khí, làm mát bằng chất lỏng, làm mát ống dẫn nhiệt, làm mát chất bán dẫn, làm mát bằng hóa học, v.v.
Nói chung, bộ tản nhiệt làm mát bằng không khí thông thường nên chọn kim loại làm vật liệu tản nhiệt. Vì vậy, trong lịch sử phát triển của bộ tản nhiệt, các vật liệu sau cũng đã xuất hiện: bộ tản nhiệt bằng nhôm nguyên chất, bộ tản nhiệt bằng đồng nguyên chất và công nghệ kết hợp đồng-nhôm.
Hiệu suất phát sáng tổng thể của đèn LED thấp nên nhiệt độ khớp cao, dẫn đến tuổi thọ bị rút ngắn. Để kéo dài tuổi thọ và giảm nhiệt độ của khớp, cần chú ý đến vấn đề tản nhiệt.