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Causas de la temperatura de unión LED y métodos para reducirla
Jul.27.2025
- El uso de equipos de iluminación LED de alta potencia está aumentando. La luminosidad de los LEDs de alta potencia es en realidad proporcional a su corriente. Al mismo tiempo, la corriente directa de los LEDs de alta potencia varía con la temperatura. Este artículo presenta las causas de la temperatura de unión LED y métodos para reducirla.
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- Causas de la temperatura de unión LED
- Una gran parte de la razón del calentamiento LED es que la energía eléctrica añadida no se convierte completamente en energía luminosa, sino que parte de ella se transforma en energía térmica. La eficacia luminosa actual de los LEDs en el mercado es de aproximadamente 100 lm/W, y su eficiencia de conversión electroóptica sigue siendo muy baja, alrededor del 20-30%. Es decir, aproximadamente el 70% de la energía eléctrica se desperdicia en forma de energía térmica.
- En general, existen dos factores que conducen a la generación de la temperatura de unión en los LED. Los detalles son los siguientes:
- (1) Eficiencia cuántica interna.
- Cuando los huecos y los electrones se recombinan, no todos los fotones se generan. Esto generalmente se denomina "fuga de corriente" y es la razón por la que se reduce la tasa de recombinación de portadores en la región PN. El producto del voltaje de fuga y la corriente es la potencia disipada, la cual se convierte en energía térmica. Sin embargo, esta parte no es el componente principal, ya que la tecnología actual puede hacer que la eficiencia fotónica interna del LED se acerque al 90%.
- (2) La eficiencia cuántica externa es solo de aproximadamente el 30%.
- La principal razón es que los fotones generados por la recombinación de portadores no pueden ser completamente emitidos al exterior del chip, sino que se convierten en calor. Aunque la eficacia luminosa de las lámparas incandescentes es de aproximadamente 15lm/W, irradian la energía eléctrica en forma de energía luminosa. Aunque la mayor parte de la energía irradiada sea infrarroja y su eficacia luminosa sea muy baja, esto elimina el problema de disipación de calor. El problema de disipación térmica en los LED ha llegado a convertirse poco a poco en un tema de investigación destacado. La razón es que la vida útil o el deterioro de la luz de los LED está directamente relacionado con su temperatura de unión. Si el problema de disipación de calor no se gestiona adecuadamente, provocará directamente una temperatura de unión demasiado alta y una reducción de la vida útil.
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- Métodos para reducir la temperatura de unión de los LED
- ① Controlar la potencia de entrada nominal;
- ② Diseñar una buena estructura de disipación térmica secundaria;
- ③ Reducir al mínimo la resistencia térmica entre la estructura secundaria de disipación de calor y la interfaz de montaje del LED;
- ④ Reducir la temperatura ambiente;
- ⑤ Reducir la resistencia térmica del propio LED.