CÔNG NGHỆ TẢN NHIỆT VÀ GIẢI NHIỆT CHO ĐÈN LED

Bóng Đèn LED thường được xem là nguồn sáng lạnh, và trong thực tế bóng đèn LED không quá nóng khi để tay gần vì chúng thường không sinh ra nhiệt ở dạng bức xạ hồng ngoại. Hay nói cách khác, bóng đèn LED sinh ra nhiệt ở trong cấu trúc diode bán dẫn (thay vì photons nhiệt) và nhiệt này cần phải được giải phóng thông qua truyền nhiệt và đối lưu. Do đó, việc thiết kế bộ đèn cần phải được xem xét những thách thức trong việc giải nhiệt vì nó tác động đến độ bền, tuổi thọ, và thậm chí là tính an toàn của đèn.

Nhiệt chuyển tiếp của LED tăng cao được xem là nguyên nhân làm giảm quang thông và điện áp phân cực của LED. Qua thời gian nhiệt chuyển tiếp của LED tăng lên cũng có thể làm gia tăng đáng kể sự thoái hóa của bóng đèn LED, có thể hơn 75% với sự tăng nhiệt từ 100oC tới 135oC khi sử dụng thông thường. Các kỹ sư và nhà khoa học vật liệu đã và đang phát triển những giải pháp giải nhiệt mới cho bóng đèn LED bao gổm cải tiến Drivers, cách thức đối lưu cưỡng bức, heatsink tốt hơn, và thậm chí cả việc đưa vào bọt graphite như là môi trường trung gian làm mát. Sau đây là phần mô tả 3 nghiên cứu về nhiệt chuyển tiếp-cơ bản là nhiệt điện trở, công suất tiêu thụ, và đo nhiệt chuyển tiếp - sau đó tóm tắt những nét chính trong mỗi giải pháp kể trên để cải tiến việc quản lý nhiệt bóng đèn LED.


Xem xét nhiệt chuyển tiếp.

Khi xem xét quản lý nhiệt LED, thông thường có 3 hệ số tác động đến nhiệt chuyển tiếp. Đó là nhiệt độ xung quanh, đường truyền nhiệt giữa chuyển tiếp LED và môi trường xung quanh (đường truyền nhiệt, tất nhiên phải được tối ưu hóa để đảm bảo đối lưu tự nhiên) và hiệu suất của bóng đèn LED. Nhiệt độ môi trường xung quanh sẽ thay đổi tùy theo ứng dụng, vì vậy các nhà thiết kế đèn sẽ muốn chú ý đến cách thiết kế sẽ được sử dụng trong các môi trường thế giới thực.
Về hiệu suất, hiệu suất của đèn LED sẽ khác nhau bởi một vài hệ số cùng với một số thiết bị chuyển đổi có thể tới 80% - hoặc thậm chí hơn - của năng lượng đầu vào và nhiệt lượng. Hiệu suất trở thành vấn đề khi bóng đèn LED tăng công suất. Ví dụ, khi đèn LED được sử dụng làm đèn chỉ thị thì dòng điện chỉ một vài mA trái lại lên đến hàng trăm mA thậm chí A đang trở nên phổ biến trong các ứng dụng ngày nay.

 

 

Đo nhiệt điện trở, công suất và nhiệt độ chuyển tiêp.

Nhiệt điện trở giữa 2 điểm thường được đo bằng độ C trên watt, có thể được coi như "tỷ lệ của sự khác biệt về nhiệt độ với công suất tiêu tán". Tỷ số này phải được tính toán cho chuyển tiếp của bóng đèn LED với nhiệt tiếp xúc hoặc điểm hàn tại chân của LED và cho nhiệt tiếp xúc với môi trường.