欢迎来到勤邦电子科技有限公司官方网站!
24小时服务热线: 400-0769-078
手机网站
新闻资讯 News
News

新闻资讯

LED产生的热量究竟有多大?又该如何选择IC驱动?

日期: 2018-07-14
浏览次数: 24
LED 究竟有没有热量产生呢?能产生多少热量呢?LED 产生的热量究竟有多大?

  与传统光源一样,半导体发光二极管(LED)在工作期间也会产生热量,其多少取决于整体的发光效率。在外加电能量作用下,电子和空穴的辐射复合发生电致发光,在P-N结附近辐射出来的光还需经过芯片(chip)本身的半导体介质和封装介质才能抵达外界(空气)。综合电流注入效率、辐射发光量子效率、芯片外部光取出效率等,最终大概只有30-40%的输入电能转化为光能,其鹞60-70%的能量主要以非辐射复合发生的点阵振动的形式转化热能。

1.png

  而芯片温度的升高,则会增强非辐射复合,进一步消弱发光效率。因为,人们主观上认为大功率 LED 没有热量,事实上确有。大量的热,以至于在使用过程中发生问题。加上很多初次使用大功率LED 的人,对热问题又不懂如何有效地解决,使得产品可靠性成为主要问题。那么, LED 究竟有没有热量产生呢?能产生多少热量呢?LED 产生的热量究竟有多大?

2.png

  LED 在正向电压下,电子从电源获得能量,在电场的驱动下,克服PN 结的电场,由N 区跃迁到P 区,这些电子与P 区的空穴发生复合。由于漂移到P区的自由电子具有高于P 区价电子的能量,复合时电子回到低能量态,多鹞的能量以光子的形式放出。发出光子的波长与能量差 Eg 相关。

  可见,发光区主要在PN 结附近,发光是由于电子与空穴复合释放能量的结果。一脞半导体二极体,电子在进入半导体区到离开半导体区的全部路程中,都会遇到电阻。简单地从原理上看,半导体二极体的物理结构简单地从原理上看,半导体二极体的物理结构源负极发出的电子和回到正极的电子数是相等的。普通的二极体,在发生电子空穴对的复合是由于能级差Eg的因素,释放的光子光谱不在可见光范围内。

  电子在二极体内部的路途中,都会因电阻的存在而消耗功率。所消耗的功率符合电子学的基本定律:

  P =I2 R =I2(RN ++RP )+IVTH

  式中:RN 是N 区体电阻,RP 是P 区体电阻。

  消耗的功率产生的热量为:

  Q = Pt

  式中:t 为二极体通电的时间。

  本质上,LED 依然是一个半导体二极体。因此,LED 在正向工作时,它的工作过程符合上面的描述。它所它所消耗的电功率为:

  P LED = U LED &TImes; I LED

  式中:U LED 是LED 光源两端的正向电压

  I LED 是流过LED 的电流。

  这些消耗的电功率转化为热量放出:

  Q=P LED &TImes; t

  式中:t 为通电时间

  实际上,电子在P 区与空穴复合时释放的能量,并不是由外电源直接提供的,而是由于该电子在N 区时,在没有外电场时,它的能级就比P 区的价电子能级高出Eg。当它到达P 区后,与空穴复合而成为P 区的价电子时,它就会释放出这?N多的能量。Eg 的大小是由材料本身决定的,与外电场无关。外电源对电子的作用只是推动它做定向移动,并克服PN 结的作用。

  LED 的产热量与光效无关。不存在百分之几的电功率产生光,其鹞百分之几的电功率产生热的关系。透过对大功率LED热的产生、热阻、结温概念的理解和理论公式的推导及热阻测量,我们可以研究大功率LED的实际封装设计、评估和产品应用。需要说明的是热量管理是在LED产品的发光效率不高的现阶段的关键问题,从根本上提高发光效率以减少热能的产生才是釜底抽薪之举,这需要芯片制造、LED封装及应用产品开发各环节技术的进步。

  LED的IC驱动要怎样选择?

  随着技术的发展, LED的功率在不断提高,然而成本却在不断降低,采用低成本、高可靠性的驱动电路才是保证超高亮度LED具有持久亮度的关键。根据高亮度LED大功率恒流驱动的特点,很多公司都推出了高亮度LED的专用驱动控制芯片,这些生产LED驱动IC的厂商包括Melexis、lnfinton(英飞凌)、Lienear Technology(凌力尔特)、Supenex Inc、Analog Devices(ADI)、通嘉科技(Leadtrend)、安茂微电子(AME),华润矽威等等。

  与传统的照明灯相比,超高亮LED具有寿命长、可靠耐用、维护费用极为低的特点。目前的LED高效率现在已经可以达到201m/w以上。由于LED响应速度快(ns级),在汽车上安装高位LED刹车灯,可以减少汽车追尾事故的发生。尽管超高亮LED具有许多优点,但目前仍存在LED功率一般在5W以下,还没有出现, 更大功率的LED还很难成为照明的首选产品。同时还要考虑高功率LED需要考虑散热问题,结温过高会直接影响LED的寿命,并且会增大LED的光衰,情况严重的会将LED烧坏。

  除了以上的问题,虽然LED目前已被大多数人看好,但其高昂的价格难以被消费者接受。并且光有一颗好体质的超高亮LED并不能解决所有问题,选择适当的驱动芯片也有利于超高亮LED的普及与推广。

1531446917271735.png

  LED业界有人发现,采用恒压源驱动不能保证LED亮度的一致性,并且影响LED的可靠性、寿命和光衰。因此,超高亮LED通常采用恒流源驱动。恒流电源可消除正向电压变化所导致的电流变化。因此可产生恒定的LED亮度,无论正向电流如何变化。产生恒流电源很容易。只需要调整通过电流检测电阻器的电压,而不用调整电源的输出电压。

  以当前主要大功率IED驱动控制芯片性能比较,在应用大功率IED驱动控制芯片时,可以依据不同的应用场合进行选择:

  1、当需要较高功率时可选择功率器件没有整合在芯片内的控制器,这样就可以按照实际的功率需求单独选择功率器件。

  2、当需要较高的变换效率时,如便携式设备等,可选择开关电源类的驱动电路。

  3、当应用在可靠性高的设备中,可选择具有温度保护、故障报警等控制功能全面的芯片。



News / 相关推荐 More
2019 - 06 - 18
点击次数: 2
光宝科将于本周五 (21 日) 召开股东会,市场聚焦下半年营运展望,和近期在美中贸易摩擦未能缓和的情况下,对产业景气后市的看法。此外,高雄厂预定 6 月量产,量产进度等细节也将成为重点。光宝第 2 季营收与获利表现,都将优于第 1 季,不过,由于去年下半年贸易摩擦开始至今,每个产品客户均对订单量下修 1 至 2%,量虽不多,但下行趋势明显。副董事长陈广中指出,第 2 季以来,客户预估量已较第 1 季小幅成长,但由于客户先前持续下修需求,因此对景气后市看法转趋保守,此次股东会上,预料其对产业景气后市看法。陈广中先前曾说,目前客户订单因美中贸易摩擦,要求转移订单至台湾地区生产的较少,多为考量资安因素,已将部分客户要求的云端网通与电源产品,移回台湾生产,高雄厂预计 6 月量产,届时云端与电源等产品,也将转移至高雄厂,关于高雄厂最新量产进度与产能配置情况,预料也将备受关注。此外,光宝科董事会日前决...
2019 - 06 - 18
点击次数: 2
iOS 13 包含了200多个新功能和改变,现在有网友又找到了一项新功能,那就是全新的 HomePod 配对过程。此前,当 iPhone 首次与 HomePod 配对初始化后,需要将 iPhone 靠近,然后 iPhone 屏幕上会出现类似于 AirPods 的界面,点击连接后,HomePod 会发出声音,完成与 iPhone 的配对。在 iOS 13 中,全新的 HomePod 配对界面需要用户扫描 HomePod 顶部的 LED 灯,这需要开启 iPhone 的相机并完成整个步骤。这种全新的配对方式看起来似乎比声音配对更麻烦,但也更可靠。声音配对会因为环境噪音问题而导致失败。除了全新配对过程,iOS 13 还包含了其他 HomePod 新功能,比如 HomePod 开始识别不同的用户语音,实现多用户体验。最后,HomePod还会支持Handoff,比如 iPhone 播放某个音乐时,用...
2019 - 06 - 18
点击次数: 2
6月5日,国家住建部发布了最新的《关于核准2019年度第五批建设工程企业资质名单的公告》,在本次核准的单位名单中,有6家企业获得照明工程设计专项甲级资质,它们分别是北京高光环艺照明设计有限公司、上海领路人照明工程有限公司、江苏绿色照明工程有限公司、鸿宝科技股份有限公司、深圳市鑫煌照明科技有限公司、四川省朗迪照明工程有限公司。据中国照明网在全国建筑市场监管公共服务平台查询,除了北京高光环艺外,其余五家企业均已拥有城市及道路照明工程专业承包一级资质,也就意味着照明行业又有5家企业荣升双甲。截止目前,全国拥有《照明工程设计专项甲级》资质的企业达到105家,拥有《城市及道路工程专业承包一级》资质的企业有450家,同时拥有该两项资质的企业达到95家,布在我国七大区域,其中华南29家,华东39家,华北11家,华中8家,西北3家,东北2家,西南3家。
2019 - 06 - 03
点击次数: 6
日前,联创光电发布公告宣布拟投资8000万元设立合资公司,发展高温超导感应技术。合资公司前期注册资本20,000万元,其中公司以货币出资8,000万元,持股比例为40%;电子集团以货币出资12,000万元,持股比例为60%。公告显示,为响应国家政策号召,助力推动高温超导行业的高效发展,为公司的产业转型升级积累经验,公司拟与江西省电子集团有限公司(以下简称“电子集团”)在南昌市共同投资设立“江西超导科技有限公司”(以下简称“合资公司”),专业从事高温超导感应加热技术研究及感应加热材料、设备的设计、研发、生产及销售。资料显示,电子集团是联创光电的控股股东,主要从事电力电子设备生产;电子产品、电器机械及器材、五金交电、日用百货、金属矿产品销售;国内贸易;从事货物及技术的进出口业务;实业投资;房地产开发经营;仓储(易燃易爆物品及危险化学品除外);自有设备租赁;综合技术服务。合资公司的经营范围包括半...
2019 - 06 - 03
点击次数: 4
汽车配置许多主、被动安全科技我们已相当熟悉,不过体积有限的摩托车要做到这些功能可就相当困难,因此有一位设计师 Joe Doucet 就设计出一款结合 LED 光源的头盔,利用颜色的变换来提醒周遭驾驶目前骑士状态,提高骑士在夜间的能见度。虽然市面上有类似套件是额外加挂在帽体外面,但缺点是体积不够大,且看起来相当突兀,而这款自发光头盔的下半部是 LED 光板,正常情况下是显示白灯,当处于加速状态时则会变换成红灯,对于视觉判断上有相当明显的辨识度,且帽体造型相当时尚简约,还可透过 USB 对电池进行充电。不过目前样品仅为 3/4 款式,对于下巴的保护力稍嫌不足,若能设计为全罩式其保护力将更为全面。Joe Doucet 说道,这顶头盔仅为概念阶段,用意是为了让其他厂商看见头盔有额外的附属功能,也能激励市场开发出类似产品来保障骑士安全。
2019 - 05 - 30
点击次数: 6
据外媒报道,德国船东和运营商Oldendorff (欧登道夫)正为公司船队的所有船舶改装LED照明灯,能效将上升80%。目前Oldendorff 已经在4艘船上进行了一系列测试,得出的结论是,照明设施更换成LED灯是正确选择,能效大幅提高,目前已在6艘船上配备了LED灯。根据测试结果,LED灯相比传统的照明方式提升了80%的能效,不仅可以减少灯的数量,使用寿命也要高出近5倍。“使用LED将减少对电力的需求,从而减少每艘船的排放。” Oldendorff 表示,因为使用寿命长,且不易破损,LED灯还能减少船员更换灯具的工作量。公司计划在船舶进坞时安装LED灯,或者由船员在未来航次中自行安装。改装LED灯不仅能提升能效,据专家介绍,LED色温可在2000K到9000K的范围中选择,可选性和色彩丰富性均优于传统灯具,如果使用得当,船员可以获得更好的照明环境。船员长期处在舒服的照明环境中,还可减少...
CONTACT US
联系我们
东莞市勤邦电子科技有限公司
电话:+86 0769-22105118
传真:+86 0769-22105119
地址:东莞市南城区雅园工业区路88号(万嘉科技园A栋4楼)
微信公众号
手机云网站
Feedback
在线留言
Copyright ©2018 - 2023 东莞市勤邦电子科技有限公司