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Causas da temperatura da junção LED e métodos para reduzi-la
Jul.27.2025
- O uso de equipamentos de iluminação LED de alta potência está aumentando. O brilho dos LEDs de alta potência é, na verdade, proporcional à sua corrente. Ao mesmo tempo, a corrente direta dos LEDs de alta potência varia com a temperatura. Este artigo apresenta as causas da temperatura da junção LED e métodos para reduzi-la.
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- Causas da temperatura da junção LED
- Uma grande parte do motivo do aquecimento em LEDs é que a energia elétrica adicional não é completamente convertida em energia luminosa, sendo parte dela convertida em energia térmica. O índice de luminosidade atual dos LEDs disponíveis no mercado é cerca de 100 lm/W, e seu rendimento de conversão eletro-óptica ainda é bastante baixo, somente cerca de 20~30%. Ou seja, aproximadamente 70% da energia elétrica é desperdiçada na forma de energia térmica.
- De maneira geral, existem dois fatores que levam à geração da temperatura de junção do LED. Os detalhes são os seguintes:
- (1) Eficiência quântica interna.
- Quando os buracos e os elétrons se recombinam, nem todos os fótons são gerados. Isso é geralmente chamado de "vazamento de corrente" e é o motivo da redução da taxa de recombinação de portadores na região PN. O produto da tensão de vazamento e da corrente é a potência dissipada, que é convertida em energia térmica. No entanto, esta parte não é o componente principal, pois a tecnologia atual pode tornar a eficiência fotônica interna do LED próxima de 90%.
- (2) A eficiência quântica externa é de cerca de 30%.
- O principal motivo é que os fótons gerados pela recombinação dos portadores não podem ser completamente emitidos para o exterior do chip, sendo convertidos em calor. Embora a eficiência luminosa das lâmpadas incandescentes seja de cerca de 15lm/W, elas irradiam energia elétrica na forma de energia luminosa. Apesar de a maior parte da energia irradiada ser infravermelha e a eficiência luminosa ser muito baixa, isso elimina o problema de dissipação de calor. O problema de dissipação de calor nos LEDs tem se tornado gradualmente um tema importante de pesquisa. O motivo é que a vida útil ou decaimento luminoso do LED está diretamente relacionado à sua temperatura de junção. Se o problema de dissipação de calor não for adequadamente resolvido, isso causará diretamente um aumento excessivo na temperatura de junção e redução da vida útil.
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- Métodos para reduzir a temperatura de junção do LED
- ① Controlar a potência de entrada nominal;
- ② Projetar uma boa estrutura secundária de dissipação de calor;
- ③ Reduzir ao máximo a resistência térmica entre a estrutura secundária de dissipação de calor e a interface de montagem do LED;
- ④ Reduzir a temperatura ambiente;
- ⑤ Reduzir a resistência térmica do próprio LED.