01 LED结温产生的原因
LED发热很大一部分原因是因为所加入的电能并没有全部以光能的形式转化,其中有一部分被转成了热能。目前市面上的LED的光效约为100 lm/W,其电光转换效率还很低,大约只有20~30%左右。也就是说大约有70%的电能以热能的形式被浪费掉。
总的来讲,有两个因素导致了LED结温的产生。具体如下:
1) 内部量子效率
空穴和电子复合时,并不能全部都产生光子,这种通常叫做“电流泄漏”,是使PN区载流子复合率降低的原因。泄漏的电压与电流的乘积就是这部分的耗散功率,也就是转化为热能,但这部分并不是主要的成分,因为就目前的技术已经能使LED的内部光子效率接近90%。
2) 大约只有30%的外部量子效率
最主要的一个原因是由于载流子复合所产生的光子无法被全部发射到芯片外部而是转化为热量。虽然白炽灯只有15lm/W左右的光效,但是藉由最终它把电能以光能的形式辐射出去,尽管大部分的辐射能是红外线而导致光效很低,但这却免除了散热的问题。LED散热问题已经渐渐成为研究热点,其原因在于LED寿命或者光衰与其结温有直接关系,如果散热问题处理不当将直接造成结温易过高和寿命降低。
02 使LED结温降低的方法
①控制额定输入功率;
②设计良好的二次散热结构;
③把二次散热结构与LED安装介面之间的热阻减少到最低;
④降低周围环境温度;
⑤减少LED自身的热阻。