ทําไมต้องใช้เทคโนโลยีการระบายความร้อนแบบ LED?

  เทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยความร้อน LED ออกมาในปี 2000 และทําจากไดโอดเปล่งแสงเซมิคอนดักเตอร์ หลักการทํางานคือการผสมที่เปล่งปลั่งเพื่อสร้างไฟฟ้า มันเป็นวิธีระบายความร้อนที่พบมากที่สุด ครีบระบายความร้อนอลูมิเนียมใช้เป็นส่วนหนึ่งของตัวเครื่องเพื่อเพิ่มพื้นที่กระจายความร้อน

 ปัญหาความร้อน

  เช่นเดียวกับแหล่งกําเนิดแสงแบบดั้งเดิมไดโอดเปล่งแสงเซมิคอนดักเตอร์ (LED) ยังสร้างความร้อนในระหว่างการใช้งานปริมาณซึ่งขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพการส่องสว่างโดยรวม ภายใต้การกระทําของพลังงานไฟฟ้าภายนอกการแผ่รังสีของอิเล็กตรอนและรูจะรวมตัวขึ้นเพื่อผลิตไฟฟ้า แสงที่แผ่ออกมาใกล้กับทางแยก PN ยังต้องผ่านสื่อเซมิคอนดักเตอร์และสื่อบรรจุภัณฑ์ของชิปเพื่อเข้าถึงด้านนอก (อากาศ) การรวมประสิทธิภาพการฉีดกระแสไฟฟ้าประสิทธิภาพควอนตัมรังสีเรืองแสงและประสิทธิภาพการสกัดแสงภายนอกของชิปในที่สุดมีเพียง 30-40% ของพลังงานไฟฟ้าอินพุตจะถูกแปลงเป็นพลังงานแสงและพลังงานที่เหลืออีก 60-70% ส่วนใหญ่เกิดจากการรวมการสั่นสะเทือนของตาข่ายที่ไม่แผ่รังสี ความร้อนในการแปลงแบบฟอร์ม

  ผลกระทบต่อชีวิต LED

  โดยทั่วไปความเสถียรและคุณภาพของหลอดไฟ LED มีความสําคัญต่อการกระจายความร้อนของร่างกายหลอดไฟ การระบายความร้อนของหลอดไฟ LED ความสว่างสูงในตลาดมักใช้การกระจายความร้อนตามธรรมชาติและผลไม่เหมาะ หลอดไฟ LED ที่ผลิตโดยแหล่งกําเนิดแสง LED ประกอบด้วยไฟ LED โครงสร้างการกระจายความร้อนไดรเวอร์และเลนส์ ดังนั้นการกระจายความร้อนจึงเป็นส่วนสําคัญเช่นกัน หาก LED ไม่กระจายความร้อนได้ดีอายุการใช้งานของมันจะได้รับผลกระทบเช่นกัน

การจัดการความร้อนเป็นปัญหาหลักในการใช้งาน LED ความสว่างสูง

เนื่องจากยาสลบชนิด p ของไนไตรด์กลุ่ม III ถูก จํากัด โดยการละลายของตัวรับ Mg และพลังงานเริ่มต้นที่สูงขึ้นของหลุมความร้อนจึงง่ายต่อการสร้างในภูมิภาค p-type และความร้อนนี้จะต้องผ่านโครงสร้างทั้งหมดเพื่อกระจายบนอ่างความร้อน เส้นทางการกระจายความร้อนของอุปกรณ์ LED ส่วนใหญ่เป็นการนําความร้อนและการพาความร้อน การนําความร้อนที่ต่ํามากของวัสดุพื้นผิวแซฟไฟร์ทําให้ความต้านทานความร้อนของอุปกรณ์เพิ่มขึ้นส่งผลให้เกิดผลการทําความร้อนด้วยตนเองอย่างรุนแรงซึ่งมีผลร้ายแรงต่อประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์

ผลของความร้อนต่อไฟ LED ความสว่างสูง

ความร้อนมีความเข้มข้นในชิปที่มีขนาดเล็กและอุณหภูมิของชิปเพิ่มขึ้นทําให้เกิดการกระจายความเครียดจากความร้อนที่ไม่สม่ําเสมอประสิทธิภาพการส่องสว่างของชิปและการลดประสิทธิภาพการเคลือบฟอสเฟอร์ เมื่ออุณหภูมิเกินค่าที่กําหนดอัตราความล้มเหลวของอุปกรณ์จะเพิ่มขึ้นอย่างทวีคูณ สถิติแสดงให้เห็นว่าสําหรับทุก ๆ 2 °Cเพิ่มอุณหภูมิส่วนประกอบความน่าเชื่อถือจะลดลง 10% เมื่อไฟ LED หลายดวงถูกจัดเรียงอย่างหนาแน่นเพื่อสร้างระบบส่องสว่างแสงสีขาวปัญหาการกระจายความร้อนจะรุนแรงขึ้น การแก้ปัญหาการจัดการความร้อนได้กลายเป็นข้อกําหนดเบื้องต้นสําหรับการใช้งาน LED ที่มีความสว่างสูง

ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดชิปและการกระจายความร้อน

วิธีโดยตรงที่สุดในการเพิ่มความสว่างของไฟ LED คือการเพิ่มกําลังอินพุตและเพื่อป้องกันความอิ่มตัวของชั้นที่ใช้งานขนาดของจุดเชื่อมต่อ p-n จะต้องเพิ่มขึ้นตามลําดับ การเพิ่มกําลังอินพุตจะเพิ่มอุณหภูมิของจุดเชื่อมต่ออย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้และลดประสิทธิภาพควอนตัม การเพิ่มขึ้นของพลังงานของหลอดเดียวขึ้นอยู่กับความสามารถของอุปกรณ์ในการสกัดความร้อนจากจุดเชื่อมต่อ pn ในขณะที่ยังคงรักษาวัสดุชิปโครงสร้างกระบวนการบรรจุภัณฑ์ความหนาแน่นในปัจจุบันบนชิปและเงื่อนไขการกระจายความร้อนเทียบเท่าขนาดของชิปและพื้นที่เชื่อมต่อจะเพิ่มขึ้นแยกต่างหากอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ดังนั้นฮีทซิงค์ LED จึงมีความสําคัญมากสําหรับอุตสาหกรรม LED