LED是復雜的設備。LED不僅存在與半導體設計和操作相關的常見問題,而且LED主要用于發光。因此,光學涂層、光束管理裝置如反射器和透鏡、波長轉換熒光體等存在進一步的系統復雜性。盡管如此,熱量管理對于可靠的固態照明(SSL)產品而言至關重要。此外,您需要了解如何在靜態和瞬態背景下冷卻LED。
對于LED,需要遵守兩個熱管理參數。一個是所需的工作溫度,另一個是最高工作溫度。通常,所需的工作溫度需要盡可能低。實現這一點可以確保高電光效率、良好的光譜質量和長的器件壽命。在高溫下操作不僅會降低LED產生的光,而且質量和數量方面也會降低,最終會觸發許多故障機制。
LED制造商對這些缺陷很精通,能夠設計出高達130°C結溫的產品。由于LED封裝的熱阻,印刷電路板(PCB)的溫度約小10°C。假如高于額定結溫,每上升10°C,LED壽命約減一半。
將電子轉換為聲子,LED效率相對較低。高亮度白光LED可以達到40%的效率,而UVC LED可能只有5%的效率。在這兩種情況下,必須通過傳導去除剩余的熱量以防止過熱。這是LED光源或照明設計師的責任。
靜態冷卻LED
將LED保持冷卻的常規方法是將LED器件安裝在散熱器上。來自LED的熱量通過傳導進入散熱器,然后散發到空氣中。假如熱量被水或其他流體除去,散熱器有時被稱為冷板,因為相關聯的散熱系統經常要設計工作流體處于低于室內環境的固定溫度。
從LED到散熱片能否有效運輸熱量取決于高導熱性的材料。 例如,可以看出,銅優于鋁和黃銅,又優于不銹鋼。
雖然銅在這些金屬中是最佳的熱導體,但是導熱系數與材料的厚度無關。通過材料傳導傳遞熱量的能力主要跟熱阻有關,厚度越厚,熱阻越大。
電介質和氣流
例如,中高功率LED陣列通常建立在導熱PCB上。在頂面,有銅板與LED進行電連接,而在下面有一塊鋁來傳導熱量。在銅和鋁之間有一電介質層,以防止銅板對鋁的電短路。各制造商在選擇介電材料方面采取了不同的方法,從有機材料到無機化合物,涵蓋了整個光譜。如圖2所示,熱電阻最小的電介質材料幾乎是一個數量級的,可以應用最薄的電介質材料,同時仍能提供所需的絕緣隔離。
但是,并沒有說明全部。假設該裝置是用空氣冷卻的,在LED和散熱片之間的熱路徑中將有許多界面。一些由焊料橋接,一些由粘合劑橋接,其他將被壓在一起(例如使用螺絲)。這些接合處對熱傳導帶來了額外的障礙,其大小可能很大、難以預測、并隨時間而變化。
系統中所有熱阻和界面電阻的串聯/并行加法稱為熱阻抗,設計導通路徑以保持LED冷卻。計算類似于電阻網絡。電壓本質上就是溫度,電流是熱通量,所得電阻是熱阻。
瞬態冷卻LED
先前的討論是假設在穩定狀態,即LED永久地通電并且散熱器將熱能連續地耗散到周圍空氣中。這種熱模型在兩種情況下會出現故障。一種是在接通LED時,更通常地是在脈沖操作中。令人驚訝的是,可以設計一條熱路徑,在連續工作時保持LED冷卻,但是在接通時會過熱。當這樣操作時,相關聯的熱偏移可能讓LED突然出現故障,類似于鎢絲燈絲開啟時突然斷裂一樣。因此,LED的熱解決方案設計需要考慮瞬態操作,并且包括時間和空間變量。
時間依賴
瞬態冷卻的時間分量是由于熱路徑中材料的比熱容量而產生的。這可以作為電容器添加到熱電阻的電氣模型中。熱容量是指材料受熱(或冷卻)時吸收(或放出)熱量的性質。熱容量的大小用比熱容(簡稱比熱)表示。
電氣模型類比意味著熱阻抗有時用于描述材料的時間相關的熱性質。請注意,這時要注意區分,因為熱阻抗也可以用來描述整個系統的靜態熱阻。
空間依賴
瞬態冷卻的空間分量源于熱量往哪個方向擴散多一些。比如,一個安裝在大的薄金屬板上的LED。最初,整個板處于環境溫度。LED作為點熱源。在接通時,LED會產生熱量,通過傳導將熱量傳遞到板中。熱量快速通過金屬板,提高了LED下方區域的溫度。因此,最先的時候,金屬板的一小部分是來冷卻LED的。金屬板的導電性意味著LED的一些熱量會在板內橫向擴展,最終出現在表面上。因此,參與冷卻LED的金屬板的體積會隨時間而增加,導致熱阻和熱容量出現明顯改變。
一個熱體在薄金屬板上,這種簡單的有限元熱模型通過參與冷卻的板材體積的變化表現空間依賴性。這些模型的計算按照從左上到右下時間增加來進行的。
當路徑中存在高熱阻的界面或層時,空間依賴特別重要。通過采取措施就將熱量散布在該屏障之前最大的可能區域,這樣在穩態和脈沖操作中,LED可以達到更好的冷卻。
對流和輻射
高于環境溫度的任何材料都會通過對流和輻射而失去熱量。雖然這些是鎢絲燈冷卻的主要機制,但它們在LED的熱管理中起著很小的作用。但是,應該將對流和輻射包括在任何模式中,目的是確保最接近現實情況。
總之,LED必須被冷卻,以達到最佳的效率并確保其光輸出的穩定和壽命。可以使用基于電氣部件的模型來構造簡單的熱傳導穩態模型。但是,為了正確理解熱路徑,特別是在瞬態條件下的反應,最好使用可以適應時間、空間和溫度變化的工具。
熱傳導的時間和空間依賴性解釋了為什么在材料選擇方面存在層次結構。高比熱容或熱導率會隨著材料在熱路徑中的位置和LED預期的操作模式而改變。
上一篇:LED芯片常遇到的6大問題都在這
下一篇:關于LED封裝的不同,COB封裝與傳統LED封裝的區別
推薦閱讀
史海拾趣
由于Cortina Systems Inc公司的具體發展歷程和相關故事的詳細資料可能涉及公司內部的敏感信息,且具體的故事可能隨著時間和市場環境的變化而有所不同,因此,我無法直接為您提供5個關于Cortina Systems Inc公司在電子行業里發展起來的具體故事。不過,我可以基于公開資料為您概述Cortina Systems Inc公司在電子行業的一些重要發展節點和事件,您可以根據這些信息進行進一步的了解和研究。
- 并購集通科技,拓寬業務領域
在某一時期,Cortina Systems Inc.通過并購集通科技,實現了業務領域的拓寬。集通科技是一家專注于為中小型企業和家庭網絡用戶提供嵌入式網絡處理器、三合一整合服務(Triple Play)和網絡存儲解決方案的私人公司。通過這次并購,Cortina成功地將集通在中小型企業和家庭網絡技術方面的優勢與其通信網絡基礎設施環境相結合,為下一代網絡使用者社群網絡、多媒體傳輸和數字家庭連接能力的發展奠定了堅實基礎。
- 與思科緊密合作,推動技術標準發展
在技術標準制定方面,Cortina Systems Inc.與思科展開了緊密的合作。雙方共同推出了Interlaken技術規范,這一規范被視為網絡處理論壇(NPF)可升級的SPI規范的競爭對手。盡管NPF與光聯網論壇(OIF)合并后,Cortina與思科并未將Interlaken提交至OIF,但這一合作仍然為行業內的技術標準發展注入了新的活力。
- 推出雙模ONU網關解決方案,滿足中國市場獨特需求
隨著全球通信市場的不斷發展,Cortina Systems Inc.針對中國市場推出了雙模ONU網關解決方案。這一解決方案的推出,旨在滿足中國市場對于混合式接入方式的特殊需求。在中國,三大運營商引導的接入方式既包括EPON也包括GPON,這使得雙模ONU成為市場趨勢。Cortina通過這一解決方案,成功地為中國市場提供了獨特的、適應本土需求的通信解決方案。
- 技術創新能力突出,不斷推出新產品
作為電子行業的領導者之一,Cortina Systems Inc.一直以其突出的技術創新能力而著稱。公司不斷投入研發,推出了一系列具有創新性和競爭力的新產品。這些產品不僅提升了公司的市場競爭力,也為整個電子行業的發展帶來了新的機遇和挑戰。
- 拓展全球市場,提升品牌影響力
隨著業務的發展和產品線的完善,Cortina Systems Inc.逐漸將目光投向了全球市場。公司通過參加各種國際展覽和會議,積極與全球合作伙伴建立聯系,拓展業務領域。同時,公司還加強了品牌建設和市場推廣力度,提升了在全球市場的知名度和影響力。
這些事件和節點只是Cortina Systems Inc.在電子行業發展歷程中的一部分。要了解更多關于該公司的具體故事和詳細發展歷程,建議您查閱相關新聞報道、行業分析報告或公司官方發布的信息。通過這些資料,您可以更深入地了解Cortina Systems Inc.在電子行業中的崛起和發展。
Holt在支持ARINC 429標準方面展現出了強大的實力。其ARINC 429 IC產品系列從簡單的線路接收器到集成RAM的完整協議解決方案,覆蓋了業內最廣泛的范圍。這些產品設計精巧,能夠在單個3.3V電源上運行,顯著降低了系統復雜性和板空間,為航空電子系統帶來了更高的效率和可靠性。Holt的這一系列創新產品,不僅滿足了航空制造商的嚴格需求,也推動了ARINC 429標準在全球范圍內的廣泛應用。
近年來,隨著數字化和智能化的快速發展,Eurotechnique也加快了數字化轉型和智能化升級的步伐。公司投入大量資金和資源,引進先進的數字化生產線和智能化設備,提高生產效率和產品質量。同時,Eurotechnique還加強了與互聯網、大數據等新技術領域的合作,推動公司的數字化轉型和智能化升級。這些努力使得Eurotechnique在競爭激烈的電子行業中保持了領先地位。
在全球經濟一體化的背景下,Ferroxcube公司意識到拓展國際市場的重要性。為了進一步擴大業務范圍,公司決定在歐洲、亞洲和北美等地設立分支機構,以更好地服務當地客戶。
通過在各地設立銷售和服務中心,Ferroxcube成功地打入了多個國際市場。公司的產品和服務得到了越來越多國際客戶的認可和贊賞。同時,公司也積極與當地的研究機構和高校合作,共同推動磁性元件技術的創新和發展。
這些國際市場的成功拓展不僅為Ferroxcube帶來了更多的業務機會和收入來源,還進一步提升了公司在全球電子行業中的地位和影響力。如今,Ferroxcube已經成為了全球知名的磁性元件供應商之一,為電子行業的發展做出了重要貢獻。
隨著市場的不斷發展和競爭的加劇,BELDEN公司開始通過并購來擴大規模和提升競爭力。2004年7月,BELDEN公司與CDT公司合并,這次合并使得BELDEN成為了全球最大的通訊線纜和網絡產品生產廠家之一。合并后的BELDEN不僅擁有了更豐富的產品線和更強大的技術實力,還進一步提升了在全球市場中的競爭地位。此后,BELDEN繼續通過并購等方式不斷擴大規模,逐步成為了電子行業的領軍企業。
在發展過程中,BELDEN公司積極實施國際化戰略,不斷拓展海外市場。公司在全球范圍內設立了多個分支機構和銷售網絡,覆蓋了北美、歐洲、亞洲等多個地區。通過與國際知名企業的合作與交流,BELDEN不斷引進先進的技術和管理經驗,提升了自身的研發能力和管理水平。同時,公司還針對不同地區的市場需求,推出了定制化的產品和服務,贏得了廣大客戶的信任和好評。
小弟用LM358P搭了一個標準的壓控電壓源二階低通濾波電路(截止頻率2k),但用掃頻儀測試后發現,頻率到50k后,幅值和相位突然上升了,小弟想請教各位大俠,是否小弟的運放選擇不當?運放的頻率特性如何得到?直接掃得跟隨器的頻率特性是否就是運放的 ...… 查看全部問答∨ |
簡介:1*10個按鍵,按下其中任何一個都要產生一個100ms長的控制電平,無論高低,只做為下一級的時長控制,我用它來控制發射信號的脈寬。 思考:因為按下任何一個按鍵,考慮抖動和人的機械動作,很容易超過100ms,所以只能通過按鍵按下 或彈起的下 ...… 查看全部問答∨ |
工作已經快兩年了,一直搞單片機,但是主要就是寫程序(用C的),硬件電路專門有人做,硬件是我的薄弱點,我想知道,要搞嵌入式,是不是設計硬件,軟件和裁剪操作系統都要自己來完成才會有前途?還是專攻一個方向?… 查看全部問答∨ |
中嵌教育是西南地區最大的嵌入式技術工程師實訓基地,是專業的嵌入式技術培訓、咨詢、推廣機構,通過CESE中國嵌入式系統工程師權威認證,為學員提供專業的嵌入式技術人才服務平臺.至今已成功開辦多期嵌入式技術工程師培訓班,具備豐富的教學經驗.同時將 ...… 查看全部問答∨ |
想做TCP/IP通訊. 開發板是44B0+RTL8019. 功能是可以發送/接受PC數據或可以以FTP方式被PC訪問掛在44b0上的硬盤. 找了幾本電子書.太長了. 我想先從簡單.精簡點的資料入手. 各位推薦一本書或電子書.… 查看全部問答∨ |
|
最近在調試28335的AD時,發現AD通道受的干擾非常大,所得數據調碼幅度在50幾,在此想請教一下,怎么盡可能地減少干擾?我也試著加幾個電容濾一下,但結果也不是非常好!!… 查看全部問答∨ |
一快用3.6v電池供電的板子上,有個5腳的貼片芯片,芯片上只有三個字母“ATE”,應該是個LDO,左邊3個腳:中間腳接地,2個沒用;右邊2個:一個腳接3.6v,一個腳應該是輸出(電壓3V),3V供430單片機電源。應該是個超低功耗的LDO,這個芯片誰用過啊? ...… 查看全部問答∨ |
本帖最后由 dontium 于 2015-1-23 11:35 編輯 用P6.7檢測100k與10k的分壓,要輸出真實的電壓值,如何計算得到! ADC12采用內部參考電壓2.5V,單通道單次轉換。 … 查看全部問答∨ |
- 助力更先進的鋰離子電池設計:肖特推出無鉛三端保險絲
- Vicor 高密度模塊電源為邊緣計算帶來成本效益
- ?打破GaN高壓應用瓶頸!看InnoMux2-EP如何構建多路輸出電源耐壓基準
- 英飛凌OptiMOS? 6 80V MOSFET樹立領先AI服務器平臺DC-DC功率轉換效率新標準
- 確保可靠性: 碳化硅產品上市前的開發與制造
- Qorvo? Matter? 解決方案新增三款QPG6200系列SoC
- 英飛凌推出用于高壓應用的EasyPACK? CoolGaN? 功率模塊, 擴大其氮化鎵功率產品組合
- 首款采用 DO-214AB 緊湊型封裝的 2kA 保護晶閘管
- Vishay新款汽車級SMD厚膜功率電阻提供更強大的短時瞬態脈沖保護能力