2024-05-06
LED-Glühbirne erhitzen, wie geht das?
LED-Glühbirne erhitzen, wie geht das?
LED-Glühbirnen-Markt, die Preise der großen Marken im Online-Shop sind umwerfend, teuer hat auch einen teuren Grund, billig hat auch einen günstigen Markt. Heute spricht Xiaobian über einen der Nachteile von LED-Lampen: Hitze.
LED-Glühbirne erhitzen, wie geht das? LED wird Wärme erzeugen, viele Leute werden denken, dass LED eine Kaltlichtquelle ist, was sich nur auf das Leuchtprinzip von LED bezieht.
LED-Glühbirne erhitzen, wie geht das? LED wird Wärme erzeugen, viele Leute werden denken, dass LED eine Kaltlichtquelle ist, was sich nur auf das Leuchtprinzip von LED bezieht.
Ursachen für die Hitze von LED-Glühbirnen:
Der Grund für die Erwärmung von LED-Lampen liegt darin, dass die hinzugefügte elektrische Energie nicht vollständig in Lichtenergie umgewandelt wird, sondern ein Teil davon in Wärmeenergie umgewandelt wird und der Wirkungsgrad der elektrooptischen Umwandlung etwa 20 bis 30 % beträgt. Das bedeutet, dass etwa 70 % des Stroms in Wärme umgewandelt werden.
Insbesondere wird die Entstehung der LED-Sperrschichttemperatur durch zwei Faktoren verursacht:
Die interne Quanteneffizienz ist nicht hoch, das heißt, wenn Elektronen und Löcher kombiniert werden, können Photonen nicht zu 100 % erzeugt werden, was üblicherweise als „Stromleckage“ bezeichnet wird und die Rekombinationsrate der Ladungsträger im PN-Bereich verringert wird. Der Leckstrom multipliziert mit der Spannung ist die Leistung dieses Teils, die in Wärmeenergie umgewandelt wird. Dieser Teil macht jedoch nicht die Hauptkomponente aus, da die interne Photoneneffizienz jetzt bei nahezu 90 % liegt.
Die im Inneren erzeugten Photonen können nicht alle nach außen aus dem Chip geschleudert und in Wärme umgewandelt werden, was den Hauptanteil ausmacht, da die sogenannte externe Quanteneffizienz derzeit nur etwa 30 % beträgt und der Großteil davon in Wärme umgewandelt wird.
Wie bereits erwähnt, ist die Lichtausbeute von Glühlampen zwar sehr gering, nur etwa 151 m/W, sie wandelt jedoch fast die gesamte elektrische Energie in Lichtenergie und Strahlung um, da der Großteil der Strahlungsenergie Infrarot ist, sodass die Lichtausbeute sehr gering ist, aber das Problem der Wärmeableitung vermieden wird.
Die im Inneren erzeugten Photonen können nicht alle nach außen aus dem Chip geschleudert und in Wärme umgewandelt werden, was den Hauptanteil ausmacht, da die sogenannte externe Quanteneffizienz derzeit nur etwa 30 % beträgt und der Großteil davon in Wärme umgewandelt wird.
Wie bereits erwähnt, ist die Lichtausbeute von Glühlampen zwar sehr gering, nur etwa 151 m/W, sie wandelt jedoch fast die gesamte elektrische Energie in Lichtenergie und Strahlung um, da der Großteil der Strahlungsenergie Infrarot ist, sodass die Lichtausbeute sehr gering ist, aber das Problem der Wärmeableitung vermieden wird.
Wärmeableitungslösung der LED-Lampe:
Um die Wärmeableitung von LED-Lampen hauptsächlich aus zwei Aspekten zu lösen, vor und nach der Verpackung, kann sie als Wärmeableitung von LED-Chips und Wärmeableitung von LED-Lampen verstanden werden. Die Wärmeableitung von LED-Chips hängt hauptsächlich mit der Auswahl und dem Prozess des Substrats und der Schaltung zusammen, worauf in diesem Artikel nicht näher eingegangen wird. In diesem Artikel wird hauptsächlich die Wärmeableitung von LED-Lampen vorgestellt, da jede LED zu einer Lampe verarbeitet wird und die vom LED-Chip erzeugte Wärme daher immer durch die Hülle der Lampe an die Luft abgegeben wird. Wenn die Wärmeableitung nicht gut ist, da die Wärmekapazität des LED-Chips sehr gering ist, führt eine geringe Wärmeansammlung zu einem schnellen Anstieg der Sperrschichttemperatur des Chips. Bei längerem Betrieb in einem Hochtemperaturzustand wird seine Lebensdauer schnell verkürzt. Diese Wärme kann jedoch auf viele Arten tatsächlich aus dem Chip an die Außenluft abgegeben werden. Konkret gelangt die vom LED-Chip erzeugte Wärme von seinem Metallkühlblock zunächst durch das Lot zur Leiterplatte des Aluminiumsubstrats und dann durch den Wärmekleber zum Aluminiumkühler. Daher besteht die Wärmeableitung von LED-Hotellampen tatsächlich 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 Methoden zur Wärmeableitung:
Aluminiumlamellen: Dies ist eine gängige Methode zur Wärmeableitung, bei der Aluminiumlamellen als Teil der Hülle verwendet werden, um die Wärmeableitungsfläche zu vergrößern.
Wärmeleitende Kunststoffschale: Beim Einspritzen der Kunststoffschale wird das wärmeleitende Material eingefüllt, um die Wärmeleitfähigkeit und Wärmeableitungskapazität der Kunststoffschale zu erhöhen.
Aerohydrodynamische Wärmeableitung: Aerohydrodynamisch nutzt die Form des Lampengehäuses, um Konvektionsluft zu erzeugen, was eine kostengünstige Möglichkeit zur Verbesserung der Wärmeableitung darstellt.
Lüfterlampengehäuse mit langer Lebensdauer und effizientem Lüfter zur Stärkung der Wärmeableitung: niedrige Kosten, gute Wirkung. Der Austausch des Lüfters ist jedoch aufwändiger und für den Außenbereich nicht geeignet. Diese Ausführung ist relativ selten.
Wärmeableitungstechnologie für Wärmeübertragungsrohre: Wärmeübertragungsrohre nutzen die Wärmeübertragungsrohrtechnologie, um die Wärme vom LED-Chip zur Wärmeableitungsrippe des Gehäuses zu leiten. Bei großen Lampen, beispielsweise Straßenlaternen, ist dies eine übliche Bauform.
Oberflächenstrahlungswärmeableitungsbehandlung Die Oberfläche des Lampengehäuses für die Strahlungswärmeableitungsbehandlung: Es ist ganz einfach, eine Strahlungswärmeableitungsbeschichtung aufzutragen, die die Wärme durch Strahlung von der Oberfläche des Lampengehäuses ableiten kann.
Allerdings gibt es auch bei der Wärmeableitung des LED-Lampengehäuses je nach Leistungsgröße und Einsatzort unterschiedliche Möglichkeiten. Es gibt hauptsächlich folgende Methoden zur Wärmeableitung:
Aluminiumlamellen: Dies ist eine gängige Methode zur Wärmeableitung, bei der Aluminiumlamellen als Teil der Hülle verwendet werden, um die Wärmeableitungsfläche zu vergrößern.
Wärmeleitende Kunststoffschale: Beim Einspritzen der Kunststoffschale wird das wärmeleitende Material eingefüllt, um die Wärmeleitfähigkeit und Wärmeableitungskapazität der Kunststoffschale zu erhöhen.
Aerohydrodynamische Wärmeableitung: Aerohydrodynamisch nutzt die Form des Lampengehäuses, um Konvektionsluft zu erzeugen, was eine kostengünstige Möglichkeit zur Verbesserung der Wärmeableitung darstellt.
Lüfterlampengehäuse mit langer Lebensdauer und effizientem Lüfter zur Stärkung der Wärmeableitung: niedrige Kosten, gute Wirkung. Der Austausch des Lüfters ist jedoch aufwändiger und für den Außenbereich nicht geeignet. Diese Ausführung ist relativ selten.
Wärmeableitungstechnologie für Wärmeübertragungsrohre: Wärmeübertragungsrohre nutzen die Wärmeübertragungsrohrtechnologie, um die Wärme vom LED-Chip zur Wärmeableitungsrippe des Gehäuses zu leiten. Bei großen Lampen, beispielsweise Straßenlaternen, ist dies eine übliche Bauform.
Oberflächenstrahlungswärmeableitungsbehandlung Die Oberfläche des Lampengehäuses für die Strahlungswärmeableitungsbehandlung: Es ist ganz einfach, eine Strahlungswärmeableitungsbeschichtung aufzutragen, die die Wärme durch Strahlung von der Oberfläche des Lampengehäuses ableiten kann.
