LED路灯的热量怎么产生

　　综【zōng】合电流注入效【xiào】率、芯【xīn】片外部光取出效【xiào】率、辐射发光量子效率等，最后大【dà】概只有9-22%的输入【rù】电能转化【huà】为【wéi】光能，其余9-22%的能量主要以非辐【fú】射复【fù】合发【fā】生的点【diǎn】阵振动的形式【shì】转化热能。那么，LED路灯究竟有没有热量产生呢?能产【chǎn】生多少【shǎo】热量呢?LED产生的热量又【yòu】究竟有【yǒu】多大【dà】?

　　随着芯片温度的升【shēng】高，就会【huì】增强非辐射复【fù】合，进【jìn】一步消弱发光效【xiào】率。大量的热【rè】，以至于【yú】在使用过【guò】程中发生问题。加上很多初次【cì】使用【yòng】大功率【lǜ】LED的人，对【duì】热问题又不懂如何有效地解决【jué】，使得产品可靠性成为【wéi】主要问题。

　　LED在正向【xiàng】电【diàn】压【yā】下，电【diàn】子从电源获得【dé】能量，在电场的【de】驱动下，克服PN结的【de】电场，由N区跃迁【qiān】到【dào】P区【qū】，这些电子与P区的空穴发生【shēng】复合。由于漂【piāo】移到P区的自由【yóu】电子具有高于P区【qū】价电【diàn】子的能量，复合【hé】时电子回到低能量态，多余的能量以光【guāng】子的形式【shì】放【fàng】出。发出光【guāng】子的波【bō】长【zhǎng】与能【néng】量差Eg相关。可见，发光区主要在PN结【jié】附近，发光是由于电子与空穴复合释放能量的【de】结果【guǒ】。一隻半【bàn】导体二极体，电子在【zài】进【jìn】入【rù】半导【dǎo】体区到离【lí】开半导【dǎo】体区的【de】全部路【lù】程中【zhōng】，都【dōu】会遇到电阻。简【jiǎn】单地【dì】从原理【lǐ】上看【kàn】，半导【dǎo】体二极体的【de】物理结构简单地【dì】从原理上看，半导体二极体的物理【lǐ】结构源负极发出【chū】的电子和回到正极的【de】电子数是相等的。普通的二极体，在发生电子-空穴对的复合是，由于【yú】能级差Eg的因素【sù】，释放的光子光谱【pǔ】不在可见光范围内。

　　电子【zǐ】在二极【jí】体内部的【de】路【lù】途中，都会【huì】因电阻的存在而消耗功率。所消耗的功率【lǜ】符【fú】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【shàng】，LED依然是一只半【bàn】导体二【èr】极体。因此，LED在正向工作时，它的工【gōng】作【zuò】过程【chéng】符合上【shàng】面的叙述。它所它【tā】所【suǒ】消耗【hào】的电功【gōng】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

　　实际【jì】上【shàng】，电子在P区与空【kōng】穴复合时释【shì】放【fàng】的能【néng】量，并不是由外电源直【zhí】接提供【gòng】的，而是由于该电【diàn】子【zǐ】在N区时，在没有外【wài】电场时，它的能级就比P区的价电子能级高出Eg。当它到达P区后，与空【kōng】穴复【fù】合而成为P区【qū】的价电子时【shí】，它【tā】就会释放【fàng】出这【zhè】麼多的能【néng】量。Eg的大小是由材料本身【shēn】决定【dìng】的，与外电场无关。外电【diàn】源对电子的作【zuò】用只是推【tuī】动它【tā】做定向移动，并克服PN结的作【zuò】用。

　　LED路灯的产热【rè】量与光效无关;不存【cún】在百分之几的电功率【lǜ】产【chǎn】生光，其【qí】余百分【fèn】之几的电功率产【chǎn】生热的关系。透【tòu】过对【duì】大功率【lǜ】LED热的产生、热【rè】阻、结温【wēn】概【gài】念的理【lǐ】解和【hé】理论公式的推导及热阻测量【liàng】，我们可以研究大功率LED的实际封装设计、评【píng】估和产品应用。需要说明的是热量管理【lǐ】是在LED产品的发光效率【lǜ】不高的现【xiàn】阶段的关键问题，从根本上提【tí】高发光效率【lǜ】以【yǐ】减少热【rè】能的产生才【cái】是釜底抽薪之举，这需要芯【xīn】片【piàn】制造、LED封装【zhuāng】及应用【yòng】产品开【kāi】发各环节技【jì】术的【de】进步。【以【yǐ】上【shàng】内容由LED路灯厂家为你整理发布】