EN
Ursachen der LED-Übergangstemperatur und Methoden, um sie zu reduzieren
Jul.27.2025
- Der Einsatz von Hochleistungs-LED-Beleuchtung nimmt zu. Die Helligkeit von Hochleistungs-LEDs ist tatsächlich proportional zu ihrem Strom. Gleichzeitig verändert sich der Vorwärtsstrom von Hochleistungs-LEDs mit der Temperatur. Dieser Artikel stellt die Ursachen der LED-Übergangstemperatur und Methoden, um sie zu reduzieren, vor.
- 01
- Ursachen der LED-Übergangstemperatur
- Ein großer Teil der Ursache für die LED-Heizung liegt darin, dass die zugeführte elektrische Energie nicht vollständig in Lichtenergie umgewandelt wird, sondern teilweise in Wärmeenergie umgesetzt wird. Derzeit liegt die Lichtausbeute von LEDs auf dem Markt bei etwa 100 lm/W, ihre elektro-optische Umwandlungsrate ist jedoch immer noch sehr niedrig, etwa 20~30 %. Das heißt, etwa 70 % der elektrischen Energie werden in Form von Wärmeenergie verschwendet.
- Im Allgemeinen gibt es zwei Faktoren, die zur Entstehung der LED-Übergangstemperatur führen. Die Details sind wie folgt:
- (1) Innere Quanteneffizienz.
- Wenn Löcher und Elektronen rekombinieren, werden nicht alle Photonen erzeugt. Dies wird üblicherweise als "Stromleckage" bezeichnet und ist der Grund für die Verringerung der Trägerrekombinationsrate in der PN-Region. Das Produkt aus Leckagespannung und Strom ist die dissipierte Leistung, die in Wärmeenergie umgewandelt wird. Allerdings ist dieser Teil nicht die Hauptkomponente, da die aktuelle Technologie es ermöglicht, die interne Photoneneffizienz von LEDs nahezu 90 % zu erreichen.
- (2) Die äußere Quanteneffizienz beträgt nur etwa 30 %.
- Der Hauptgrund dafür ist, dass die durch Ladungsträger-Rekombination erzeugten Photonen nicht vollständig nach außen aus dem Chip emittiert werden können, sondern in Wärme umgewandelt werden. Obwohl der Wirkungsgrad von Glühlampen lediglich etwa 15 Lumen pro Watt beträgt, strahlen sie elektrische Energie in Form von Lichtenergie ab. Obwohl der Großteil der abgestrahlten Energie infrarot ist und der Lichtwirkungsgrad sehr niedrig ist, wird dadurch das Problem der Wärmeabfuhr eliminiert. Das Problem der Wärmeabfuhr bei LEDs ist allmählich zu einem Forschungsschwerpunkt geworden. Der Grund dafür ist, dass die Lebensdauer bzw. die Lichtverfallsrate einer LED direkt mit ihrer Sperrschichttemperatur zusammenhängt. Falls das Problem der Wärmeabfuhr nicht ordnungsgemäß gelöst wird, führt dies direkt zu einer zu hohen Sperrschichttemperatur und somit zu einer verkürzten Lebensdauer.
- 02
- Methoden zur Reduzierung der Sperrschichttemperatur von LEDs
- ① Steuerung der zulässigen Eingangsleistung;
- ② Entwicklung einer geeigneten Sekundärkühlstruktur;
- ③ Reduzieren Sie den Wärmewiderstand zwischen der sekundären Wärmeverbussstruktur und der LED-Montagefläche auf ein Minimum;
- ④ Senken Sie die Umgebungstemperatur;
- ⑤ Reduzieren Sie den Wärmewiderstand der LED selbst.