Velika moč LED (high power LED) je lahko močna v sam LED 350 MW ali več. Večina energije v a LED se pretvori več toplote kot svetlobo (približno 70 % toplote in 30 % svetlobe). Tej vročini ne trka, LED pri zelo visokih temperaturah. To zmanjšuje učinkovitost ne le znižuje, vendar skrajšuje življenjsko dobo LED. Zato toplotno upravljanje high power LED je večje področje raziskav in razvoja. Je treba temperaturo križišču (angl.: križišču temperatura) aujf vrednost za omejitev, ki zagotavlja želeno življenjsko LED.
Prenos toplote
Obdržati nizko križišču temperatura, ki ohranja visoko zmogljivost LED, je treba upoštevati vsako možnost odvajanje toplote LED. Prenos toplote (prevajanje), razpršitev zraka (konvekcija) in sevanja so trije načini prenosa toplote. Običajno, LED v pregleden smole so vdelane, ki je slab prevodnik toplote. Skoraj vse ustvarjene toplote skozi zadnji čipa. Žar je sploditi z p-n spoj z električno energijo je pretvori v uporabno svetlobo. Dobiš spajka točki na PCB in PCB za odvod toplote na velike razdalje od stičišča za spajkanje točke, in se nato vnesejo v ozračje v zunanje okolje.
Križišču temperatura nižja, toplotno impedanca manjša, če se temperatura je nizka. Za povečanje uporabne sobni temperaturi obsega za dano sila zapravljanje, treba zmanjšati splošno Temperaturna odpornost od križišča za okolje.
Vrednosti za toplotne odpornosti močno razlikujejo glede na material in sosednjih komponent. Na primer razponov RJC (Temperaturna odpornost križišču v primeru) je odvisna od proizvajalca LED 2.6 ° c / W do 18 ° C / W. Temperaturna odpornost materiala toplotne vmesnik (tudi TIM: toplotno vmesnik materiala) lahko razlikujejo tudi glede na vrsto materiala. Skupno TIMs so epoksi, topel pasta, lepilo in spajkanje. Velika moč LED so pogosto nameščeni na kovinsko jedro tiskana vezja (MCPCB) ki so pritrjeni na heatsink. Poteka skozi kovinsko ploščo in modula toplotnega izmenjevalnika toplotnega izmenjevalnika toplote je nato razpršili s konvekcijo in sevanjem. Poleg izdelava in izvedba od tekmovanje v teku so površinske ravnost in kakovost vsake sestavine, pritisk, stična površina, vrsto toplotno prevodnega materiala in debeline. To so LED skozi razpršitve parametrov za odpornost na toploti ali hladu.
Pasivno hlajenje
Dejavniki za pasivno hlajenje za učinkovito toplotno upravljanje high power LED so:
Termalno lepilo
Termalno lepilo se običajno uporablja za povezavo LED na vezje in odbor nato z tekmovanje v teku. Z uporabo toplotno prevodno lepilo lahko nadalje prilagodite proizvedene toplote.
Odvod toplote
Odvod toplote bistveno prispevajo odvoda toplote. Zaposlen je kot dirigent, ki prevaja toploto iz vira LED na zunanji medij. Odvod toplote lahko pridobijo energijo na tri načine: prevajanje (prevajanje: toplote prenosa v trdno ali celo iz ene v drugo), konvekcijo (prenos toplote iz trdnega za premikanje tekočine, za večino aplikacij LED je tekočine zunanjega zraka) ali sevanja (prenos toplote iz dveh teles različnih površinskih temperaturah toplotno sevanje).
- Material:
Toplotna prevodnost materiala je sestavljena od tekmovanje v teku neposredno vpliva odvajanje toplotno prevodnost. Običajno, aluminij se uporablja zaradi zelo dobro ceno / učinek. Ravno toplote je, kljub visoki ceni nakupovanje, pogosto uporabljajo Baker. Novih materialov sestavljajo termoplastičnih materialov, ki se uporablja, če toplote zahteve so nižje kot običajno (z.Bsp.) pogosto v potrebo po domov ali zapletenih oblik v procesu brizganja so uporabni. Grafit rešitve so pogosto učinkovitejši prenos toplote (ne toplotno prevodnost) kot Baker na manjšo težo od aluminija. Grafit se šteje eksotičnih hlajenje raztopina in je dražje v proizvodnji. Toplotni odvodi iz aluminija ali bakra, preveč, za zmanjšanje odpornosti širjenje je mogoče dodati toplotne cevi.
- Obrazec:
Toplotni prenos poteka na površini odvod toplote. Zato je namenjen odvod toplote, da imajo velike površine. To je mogoče doseči z uporabo številnih fine reber ali z tekmovanje v teku sama porodnem.
Čeprav je večja površina vodi do boljše hlajenje uspešnosti, mora obstajati dovolj prostora med rebri, ustvarjajo precejšnje temperaturna razlika med tekmovanje v teku in zunanjega zraka. Če rebra so preblizu skupaj so zrak vmes lahko so skoraj enako temperaturo kot reber, tako, da noben prenos toplote poteka. Zato več hladilna rebra avtomatično ne vodi do več sposobnost hlajenja.
- Dodelava površine:
Toplotno sevanje toplotni odvodi funkcija površine, še posebej pri višjih temperaturah. Pobarvana površina je večja oddajnosti svetle in jasne površino. Učinek je najbolj opazen v ploščati toplotni odvodi, kjer je razpršila približno tretjina toplote s sevanjem. Poleg tega, kot nalašč ravno stik na površini omogoča uporabo tanjši topel pasta, ki zmanjšuje toplotno odpornost med odvod toplote in LED virov. Po drugi strani pa je toplotno odpornost zniža anodno oksidacijo ali jedkanje.
- Način vgradnje:
Hlajenje telesa vgradnjo z vijaki ali vzmeti so pogosto boljši od običajnih posnetke, termalno lepilo ali trak. Za prenos toplote med LED virov približno 15 vatov in LED hladilnik, vam priporočamo, da uporabite visoko prevodne toplotne vmesnik materiala (TIM), ki je Temperaturna odpornost prek vmesnika manj kot 0.2 K / W. Trenutno je najbolj običajna metoda je faza spremeniti material, ki se uporablja v obliki fiksnih pad pri sobni temperaturi, se nato pretvori v debela želatinasta tekočina, če se dvigne nad 45 ° C.
Ogrevanje cevi in pare zbornice
Imajo pasivno toplote cevi in pare, zbornice in njihova toplotna prevodnost so zelo učinkovito od 10.000 do 100.000 W / mK. Nudijo naslednje prednosti v LED toplotno upravljanje:
- Prevozi toplote za drugo hlajenje telesa z najnižjo temperaturo spusti
- Isothermisiert z naravno konvekcijo toplote zmanjšanje, večjo učinkovitost in manjšo velikost. Znano je, da zadeve v kateri poleg petih toplotne cevi Wärmesenkenmasse 34 % 4,4 kg zmanjša do 2,9 kg.
- visoko vročino tok neposredno pod LED učinkovito na nižji toplotni tok, ki se lahko pridobijo enostavno.
PCB (Eng.: tiskano vezje, stisnjeni stikalna plošča ali deske)
- MCPCB:
MCPCB (kovinsko jedro PCB) so plošče, ki vsebujejo navadne kovine material za porazdelitev toplote kot sestavni del tiskanega vezja. Kovinsko jedro je običajno sestavljen iz aluminijeve zlitine. MCPCB je prednost plastjo dielektrične polimerov z visoko toplotno prevodnost.
- Ločitev:
Ločevanje uprave LED LED voznik vezja preprečuje, da toploto, ki jo voznik poveča temperatura križišču LED.
Odbor premaz
- Dodatek proces:
Vezja se uporabljajo v proizvodnem procesu ustvariti prevodnih snovi prevodno strukturo površine na prevoznika material. Medtem ko glavo nanese samo na določene glave železniških sliko. Nasprotno, to je stran jedkano v Subtraktiv postopku. V bistvu, je dana neposredno povezavo odvod toplote aluminija; Torej, brez dodatnega materiala za toplotno povezave je potrebno za vezje. To zmanjšuje toplotno entenden vodnik plasti in toplotno območje. Obdelava, materialno vrste in količine materiala se zmanjšajo.
Aluminij PCB (IMS vezja za izolirane kovinske podlage)-povečuje toplotno povezave in ponuja visoke dielektrične razčlenitev napetosti. Materialov, stojijo do 600 ° C toplote. Tokokrogi so nameščeni neposredno na aluminij podlage, tako, da ni toplotno prevodni materiali so potrebni. Križišču temperature LED do 10 ° c se lahko zmanjša z izboljšano toplotno povezave. To omogoča razvijalcem, da zmanjša število LED na vezje zahteva, povečanje zmogljivosti za vsako LED. Tudi velikost substrata se lahko zmanjša za zadovoljitev dimenzij omejitev Unkungen. To je razvidno, da je LED močno povečalo, zmanjšanje temperature prehoda življenjsko.
Obliki stanovanj
- Flip chip:
LED čip je vgrajena obraz navzdol na nosilec, ki je ponavadi sestavljena iz silicija ali keramike in se uporablja kot toplote difuzorja in prevoznik substrata. Flip-čip interconnect lahko eutektisch, bogat v vodi, brez svinca ali zlato štor. Glavni vir svetlobe prihaja iz back LED čipa. Med svetloba oddajnik in Spajate sklepov odsevnega sloja je običajno zgrajena za odbijanje svetlobe, ki jo oddaja navzdol. Več družb uporabo flip-odkrušek paket za njihovo visoko moč LED, ki zmanjšuje toplotno odpornost LED za približno 60 %. Ob istem času, dobimo toplotno zanesljivost.
