LED路灯的热量怎么产生

　　综合【hé】电流注入效率、芯【xīn】片外部光取出【chū】效【xiào】率、辐【fú】射发光量子效率【lǜ】等【děng】，最【zuì】后大概只有9-22%的【de】输入电能转化为光能【néng】，其【qí】余9-22%的能量主要以非辐射复合发生的点【diǎn】阵振动的形式转化热【rè】能。那么，LED路灯究竟【jìng】有没有热量产生【shēng】呢?能产生【shēng】多【duō】少热量【liàng】呢?LED产生的热量又究竟有多大?

　　随着【zhe】芯片温度【dù】的【de】升高，就会增强非辐射【shè】复合【hé】，进一步消弱发光效【xiào】率。大量的热，以至于【yú】在使用过【guò】程中发生问题【tí】。加上很【hěn】多初【chū】次使【shǐ】用大功率LED的人，对热问题又不懂如何有效地解【jiě】决，使得产【chǎn】品可【kě】靠性成为主【zhǔ】要问【wèn】题。

　　LED在正向电压下，电子从电源获得能量，在电场的驱动下，克【kè】服PN结【jié】的【de】电【diàn】场，由N区跃【yuè】迁到P区【qū】，这些电子与【yǔ】P区的空穴发生复合。由于漂移【yí】到P区【qū】的自由【yóu】电子具有【yǒu】高于P区价电子的【de】能【néng】量，复合时电子回到低能【néng】量态，多余的能量以【yǐ】光【guāng】子的形式【shì】放出。发【fā】出光子的波长【zhǎng】与【yǔ】能量差Eg相关【guān】。可见，发光区主要在PN结【jié】附【fù】近，发光是由【yóu】于电子与空穴复合释放【fàng】能【néng】量的结果【guǒ】。一隻半导【dǎo】体二极体，电【diàn】子在进入半【bàn】导体区到【dào】离开半导体区的全部路程中，都【dōu】会遇【yù】到电阻【zǔ】。简【jiǎn】单地从原理上【shàng】看，半导体二极体的物理结【jié】构简单地从原理上看，半导体二极体的物理【lǐ】结构源【yuán】负极发出的电子和回到正极的电【diàn】子【zǐ】数是相等的。普通的【de】二极体，在【zài】发生【shēng】电子-空穴对的复合【hé】是，由于【yú】能级【jí】差Eg的因素【sù】，释放的【de】光子光谱不在可见光范围内。

　　电子在二极体内【nèi】部【bù】的路途中，都会因电【diàn】阻的存在而消耗功率【lǜ】。所消耗的功率符合电子学的【de】基本定律：

　　P=I2R=I2(RN++RP)+IVTH

　　式中：RN是N区体电阻

　　VTH是PN结的开启电压

　　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【shì】一只半导【dǎo】体【tǐ】二极体【tǐ】。因此，LED在【zài】正向工作【zuò】时，它的工作【zuò】过程符合上面的叙述。它所它【tā】所消耗的电功率为：

　　PLED=ULED×ILED

　　式中：ULED是LED光源两端的正向电压:

　　ILED是流过LED的电流

　　这些消耗的电功率转化为热量放出:

　　Q=PLED×t

　　式中：t为通电时间

　　实【shí】际【jì】上，电子在P区与空穴复合时释放的能量，并不是由【yóu】外电源直接提供的【de】，而是由【yóu】于该电子【zǐ】在N区时，在没有外【wài】电场时，它的能级就比【bǐ】P区的【de】价【jià】电子能【néng】级高出Eg。当它到达【dá】P区【qū】后，与空穴复合而成为P区的价【jià】电子时，它就会释放【fàng】出【chū】这麼多的【de】能量。Eg的大【dà】小是【shì】由材料本身决定的【de】，与外电场无关。外电源对电【diàn】子的作用只是推【tuī】动它做定向移【yí】动，并【bìng】克【kè】服【fú】PN结的作【zuò】用。

　　LED路灯的产热【rè】量与光效无关;不存在百分之几【jǐ】的电功率产生光，其余【yú】百分之几的电功率产【chǎn】生【shēng】热的关系【xì】。透过【guò】对大功率LED热的【de】产生、热阻、结温概念【niàn】的理解和理论公式的【de】推导及热阻测【cè】量【liàng】，我们可以研【yán】究【jiū】大功率LED的实际封装设计、评估和产品应用【yòng】。需要说明的【de】是【shì】热量管理【lǐ】是在LED产品的发光效率不高的现【xiàn】阶段的关【guān】键问题，从根本上【shàng】提高发【fā】光效【xiào】率【lǜ】以减少热【rè】能的产生才是【shì】釜底抽薪之举，这【zhè】需要芯片制造、LED封装及应用产【chǎn】品开发各环【huán】节技【jì】术的进步【bù】。【以上内容由【yóu】LED路灯厂家为你整理发布】