当LED结温的升高时,就会改变PN结之间的载流子的流动,这样会严重破坏PN结的正向偏压,导致LED不能够正常工作 。如果PN结温度持续升高,它的工作环境就会发生变化,这时,PN结两边的热平衡电子浓度就会发生变化,导致大量的少子产生,从而就会很快的激发PN结载流子的浓 度比杂质比就和增加,这时就会导致PN结的欧姆接触电阻的电阻率下降,就会将杂质半导体变成了本征半导体,造成PN结的功能消失,进而会影响PN结的正常工作 。
2、大功率LED散热技术处理
大功率LED阵列技术芯片密度较高,LED光电转化效率仅为20%,其他转化成热能尤其是LED芯片密度越来越高,则使LED操作温度升高,从而降低LED等使用寿命;LED操作温度从63°C升至74°C后 。LED的平均寿命会降低四分之三,如果要提高LED的发光效率,就需要对LED的散热进行处理,降低LED的PN结的结温 。
1、风冷散热技术
空冷散热一般主要采用的是空气对流散热的技术,它主要分为自然对流散热和强迫对流散热技术两种方式,空冷散热技术主要利用空气流动来散热,本实用新型以空气为冷却剂增加LED器件四周空气流动,则可实现功率型LED设备散热,且风冷散热技术结构简单,并且该LED器件还具有结构相对简单、便于封装处理、构造简单、装置成本相对低廉、其工作非常可靠、并且风冷散热技术相对成熟等特点,但其散热效率较低,通常只适用于小功率LED散热系统 。在自然对流散热技术的运用中,采用散热器可以增加LED器件的散热面积,改善LED器件的散热性能,也能够 降低LED基板器件的相关系数,而影响LED散热性能的因素有多种 情况,例如散热器基板的导热系数、器件的对流换热系数等 。散热器的散热面积直接影响着LED的散热情况,而散热器的形状对LED 的散热效率影响十分巨大 。
随着LED芯片功率越来越大,对芯片散热要求越来越高,而利用自然对流无法达到散热要求,必须利用小风扇提高LED器件散热区域内空气对流速率,然后提高散热器散热系数,具体设计时,为抑制风扇发出的噪声,需把风扇设计得相对较小,甚至融入到LED系统,让其技能实现散热,还能降低风扇噪音 。
2、水冷散热技术
LED水冷散热系统是大功率LED设备中常用的散热技术之一,它的散热介质主要是以去离子水为主,充分利用水的循环流动进行散热 。水冷散热技术系统主要由水泵、基板、导水管等部件构成,它采用水在导水管中的流动,达到对LED器件进行散热的目的 。本实用新型通过散热管也增大了LED散热面积,LED芯片工作过程中的热量被转移到基板上,水泵的主要作用就是对散热器进行水循环供电,本实用新型确保离子水可以循环流动,并由LED芯片把产生的热转移到LED基板器件上,进而由基板把热点转移到水中,最后由导水管利用水流把热带走,从而实现特定散热 。
采用水冷散热系统可以快速的降低LED芯片带来 的热量,与风冷散热相比,虽然水泵在运行的过程中还会产生一定的噪声,但水冷散热能够快速的散热,具有安静、对环境依赖比较小等优点,在一些中小型的LED设备中得到了广泛的应用 。
3、热管散热技术
热管散热技术也较为普遍地应用于LED器件的散热,其主要采用传统的热相变增强导热器件换热,通常热管散热技术包括管壳,吸液芯及端盖几个部分 。
在LED的热管设计中,热管的一端设计为蒸发段(加热段),便于吸收LED器件散发的热量,另一端设计为冷凝段(冷却段),其作用是将传导的热降温,高功率LED阵列通常主要通过导热胶将其与蒸发段管壁粘接在一起,从而确保能高效地为LED散热,热管工作过程中,管体内冷却液被蒸发段吸热蒸发,则可将LED器件发出的热带走,当蒸汽从蒸汽腔流入冷凝段,在放出热量同时,也受到冷却段的冷凝,然后被冷却液体,达到对LED降温的目的,经过冷却的液体在LED器件的毛细结构丝网产生的毛细力作用下,然后再回流到蒸发段,这样通过热管冷之间的液体、气体之间的循环,达到对LED器件进行降温的目的,采用热管冷却技术的缺点是设备的 *** 工艺复杂比较复杂,体积极大,而且设备的成本比较高,系统整体稳定性不高 。
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