2025-03-24

تعد الخصائص الحرارية للمصابيح LED واحدة من العوامل الرئيسية التي تؤثر على أدائها وحياتها

تعد الخصائص الحرارية للمصابيح LED واحدة من العوامل الرئيسية التي تؤثر على أدائها وحياتها

الخصائص الحرارية للمصابيح LED هي واحدة من العوامل الرئيسية التي تؤثر على أدائها وحياتها. نظرًا لأن LED ستولد الحرارة في العمل ، إذا لم يتم توزيع الحرارة بشكل فعال ، فسوف يؤدي ذلك إلى انخفاض كفاءة الضوء وإزاحة الطول الموجي وحتى التلف. فيما يلي تحليل مفصل للخصائص الحرارية لـ LED:

1. توليد الحرارة

مصدر الحرارة:

  • عندما تعمل LED ، لا يتم تحويل كل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ضوئية ، وسيتم تبديد بعض الطاقة الكهربائية في شكل حرارة.
  • يأتي توليد الحرارة بشكل أساسي من الجوانب التالية:
  1. إعادة التركيب غير الراديدي: عندما تعيد تجميع الإلكترونات والثقوب ، يتم إطلاق بعض الطاقة كحرارة.
  2. حرارة جول: الحرارة الناتجة بسبب المقاومة عندما يمر التيار عبر LED.
  3. تسخين الفوسفور: في مصابيح LED البيضاء ، فإن امتصاص الفوسفور للضوء الأزرق والتحويل سيولد أيضًا الحرارة.

حساب الطاقة الحرارية:

  • يمكن تقدير الطاقة الحرارية (P_HEAT) بواسطة الصيغة التالية:
من بينها ، Pinit هو الطاقة الكهربائية المدخلات ، محنة نعم القوة البصرية.

2. المقاومة الحرارية وتبديد الحرارة

المقاومة الحرارية:

  • تشير المقاومة الحرارية إلى سهولة نقل الحرارة من شريحة LED إلى البيئة ويتم قياسها في درجة مئوية/ث.
  • كلما كانت المقاومة الحرارية أصغر ، كان أداء تبديد الحرارة أفضل.
  • تكوين المقاومة الحرارية:
  1. رقاقة إلى المقاومة الحرارية للركيزة (RJC): المقاومة الحرارية بين الشريحة والركيزة.
  2. المقاومة الحرارية من اللوح إلى القاعدة (RCS): المقاومة الحرارية بين اللوحة القاعدة والرادياتير.
  3. المقاومة الحرارية إلى البيئة المقاومة الحرارية (RSA): المقاومة الحرارية بين بالوعة الحرارية والبيئة.

إجمالي المقاومة الحرارية (RJA):

  • المقاومة الحرارية الكلية هي المقاومة الحرارية الكلية للرقاقة إلى البيئة ، والصيغة هي:

حساب درجة حرارة الوصلات:

  • درجة حرارة الوصلات (TJ) هي درجة حرارة شريحة LED ، والتي يمكن حسابها بواسطة الصيغة التالية:

من بينها ، TA هي درجة الحرارة المحيطة.

3. تأثير درجة الحرارة على أداء LED

انخفاض كفاءة الضوء:

  • ستؤدي الزيادة في درجة الحرارة إلى كفاءة الضوء في المنخفضة إلى انخفاض ، لأن إعادة تركيب عدم الإشعاع يزداد وينخفض ​​كفاءة إنتاج الفوتون.
  • يمكن التعبير عن تغيير كفاءة الضوء مع درجة الحرارة كمعامل درجة الحرارة ، عادة -0.2 ٪ إلى -0.5 ٪/درجة مئوية.

إزاحة الطول الموجي:

  • سوف تتسبب الزيادة في درجة الحرارة في الطول الموجي للانبعاثات لـ LED إلى تحول في اتجاه الموجة الطويلة (الانزياح الأحمر).
  • عادة ما تكون إزاحة الطول الموجي 0.1 نانومتر/درجة مئوية إلى 0.3 نانومتر/درجة مئوية.

فترة العمر المختصرة:

  • ستؤدي الزيادة في درجة الحرارة إلى تسريع شيخوخة LED ، مما يؤدي إلى تسوس الضوء المتسارع.
  • تُظهر الصيغ التجريبية أنه لكل 10 درجة مئوية في درجة حرارة الوصلات ، يمكن تقليل عمر LED بمقدار النصف.

4. تصميم تبديد الحرارة

مادة تبديد الحرارة:

  • تشمل مواد تبديد الحرارة الشائعة الاستخدام الألومنيوم والنحاس والسيراميك ، وما إلى ذلك ، مع الموصلية الحرارية العالية.
  • يتم استخدام مواد الواجهة الحرارية (مثل الشحم الحراري والحشيات الحرارية) لملء المسافة بين أسطح التلامس لتحسين كفاءة الموصلية الحرارية.

المشعاع:

  • تعمل الأحواض الحرارية على تحسين كفاءة تبديد الحرارة عن طريق زيادة مساحة السطح ، وتشمل الأشكال الشائعة مشعات الزعنفة ومشروع الأنابيب الحرارية.

تبديد الحرارة النشط:

  • بالنسبة لمصابيح LED عالية الطاقة ، قد تكون هناك حاجة إلى طرق تبريد نشطة مثل المشجعين أو التبريد السائل.

5. اختبار وتقييم الخصائص الحرارية

قياس درجة حرارة الوصلات:

  • استخدم صورًا حرارية بالأشعة تحت الحمراء أو الحرارية لقياس درجة حرارة تقاطع LED.

اختبار المقاومة الحرارية:

  • يتم حساب المقاومة الحرارية عن طريق قياس اختلاف درجة الحرارة والطاقة الحرارية.

المحاكاة الحرارية:

  • يتم استخدام برنامج المحاكاة الحرارية (مثل ANSYS ، FlotherM) لمحاكاة توزيع الحرارة وأداء تبديد الحرارة للمصابيح.
إذا لم تكن متأكدًا من أي لاعبي LED هو الأفضل لمشروعك أو تحتاج إلى مساعدة في تكوين التخطيط ، فاتصل بنا بمثابة شركة مصنّعة محترفة لمصابيح LED في الصين ؛ لدينا مهندسين وخدمة عملاء على مدار 24 ساعة من أجلك. الهاتف :+86-755-23328395 ، البريد الإلكتروني:contact@like light.com ،WeChat/Whatsapp:86-132-66666-320.