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Causes de la température de jonction des LED et méthodes pour la réduire
Jul.27.2025
- L'utilisation d'équipements d'éclairage LED de forte puissance augmente. La luminosité des LED haute puissance est en réalité proportionnelle à leur courant. En même temps, le courant direct des LED haute puissance varie en fonction de la température. Cet article présente les causes de la température de jonction des LED et les méthodes pour la réduire.
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- Causes de la température de jonction des LED
- Une grande partie de la raison pour laquelle les LED chauffent est que l'énergie électrique ajoutée n'est pas entièrement convertie en énergie lumineuse, une partie étant convertie en énergie thermique. Le rendement lumineux actuel des LED sur le marché est d'environ 100 lm/W, et leur rendement électro-optique est encore très faible, seulement environ 20 à 30 %. Cela signifie qu'environ 70 % de l'énergie électrique est gaspillée sous forme d'énergie thermique.
- En général, deux facteurs conduisent à la génération de la température de jonction des LED. Les détails sont les suivants :
- (1) Efficacité quantique interne.
- Lorsque les trous et les électrons se recombinent, tous les photons ne sont pas générés. Cela est généralement appelé « fuite de courant » et constitue la raison de la réduction du taux de recombinaison des porteurs dans la zone PN. Le produit de la tension de fuite et du courant est la puissance dissipée, qui se convertit en énergie thermique. Toutefois, cette partie n'est pas le composant principal, car les technologies actuelles permettent d'atteindre une efficacité photonique interne des LED proche de 90 %.
- (2) L'efficacité quantique externe n'est d'environ que 30 %.
- La raison principale est que les photons générés par la recombinaison des porteurs ne peuvent pas être entièrement émis à l'extérieur du composant, mais sont convertis en chaleur. Bien que l'efficacité lumineuse des lampes à incandescence soit d'environ 15 lm/W seulement, elles rayonnent l'énergie électrique sous forme d'énergie lumineuse. Bien que la majeure partie de l'énergie rayonnée soit de l'infrarouge et que l'efficacité lumineuse soit très faible, cela élimine le problème de dissipation de la chaleur. Le problème de dissipation thermique des LED est progressivement devenu un sujet de recherche important. La raison en est que la durée de vie ou la dégradation lumineuse d'une LED est directement liée à sa température de jonction. Si le problème de dissipation thermique n'est pas correctement géré, cela entraîne directement une température de jonction trop élevée et une réduction de la durée de vie.
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- Méthodes pour réduire la température de jonction des LED
- ① Contrôler la puissance d'entrée nominale ;
- ② Concevoir une bonne structure de dissipation thermique secondaire ;
- ③ Réduire au minimum la résistance thermique entre la structure secondaire de dissipation de chaleur et l'interface de montage de la LED ;
- ④ Réduire la température ambiante ;
- ⑤ Réduire la résistance thermique de la LED elle-même.