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LED顯示屏的散熱解決方法

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LED顯示屏的散熱解決方法

發布日期:2017-04-25 作者:貴陽LED顯示屏 點擊:

隨著近些年來LED技術作為新一代照明技術受到了廣泛關注,LED功率加大,散熱問題也就越來越被人重視。經研究人員長期觀察發現,這是因為LED的光衰或其壽命是直接和其結溫有關,散熱不好結溫就高,壽命就短。

  與以往使用的白熾燈和熒光燈不同,它們的能量損失雖大,但是大部分能量都是通過紅外線直接放射出去,光源的發熱少;而LED,除了作為可視光消耗的能量,其它能量都轉換成了熱。又由於電子產品逐漸向高密度,高集成度發展,Led產品也不例外,所以解決Led散熱問題成為當今提高Led性能,發展Led產業的主要問題。

貴陽LED顯示屏發熱的原因是因為所加入的電能並沒有全部轉化為光能,而是一部分轉化成為熱能。LED的光效隻有100lm/W,其電光轉換效率大約隻有20~30%左右。也就是說大約70%的電能都變成了熱能。

具體來說,LED結溫的產生是由於兩個因素所引起的:

1.內部量子效率不高,也就是在電子和空穴複合時,並不能100%都產生光子,通常稱為由“電流泄漏”而使PN區載流子的複合率降低。泄漏電流乘以電壓就是這部分的功率,也就是轉化為熱能,但這部分不占主要成分,因為內部光子效率已經接近90%。

2.內部產生的光子無法全部射出到芯片外部而最後轉化為熱量,這部分是主要的,因為這種稱為外部量子效率隻有30%左右,大部分都轉化為熱量了。

就如前文所說雖然白熾燈的光效很低,隻有15lm/W左右,但是它幾乎將所有的電能都轉化為光能而輻射出去,因為大部分的輻射能是紅外線,所以光效很低,但是卻免除了散熱的問題。

解決貴陽LED顯示屏的散熱,主要從兩個方麵入手,封裝前與封裝後,可以理解為Led芯片散熱與Led燈具散熱。Led芯片散熱主要與襯底和電路的選擇與工藝有關,因為任何LED都會製成燈具,所以LED芯片所產生的熱量最後總是通過燈具的外殼散到空氣中去。如果散熱不好,因為LED芯片的熱容量很小,一點點熱量的積累就會使得芯片的結溫迅速提高,如果長時期工作在高溫的狀態,它的壽命就會很快縮短。然而這些熱量要能夠真正引導出芯片到達外部空氣,要經過很多途徑。具體來說,LED芯片所產生的熱,從它的金屬散熱塊出來,先經過焊料到鋁基板的PCB,再通過導熱膠才到鋁散熱器。所以LED燈具的散熱實際上包括導熱和散熱兩個部分。

然而LED燈殼散熱依據功率大小及使用場所,也會有不同的選擇。主要有以下幾種散熱方法:

鋁散熱鰭片:這是最常見的散熱方式,用鋁散熱鰭片做為外殼的一部分來增加散熱麵積。

導熱塑料殼:在塑料外殼注塑時填充導熱材料,增加塑料外殼導熱、散熱能力。

空氣流體力學:利用燈殼外形,製造出對流空氣,這是最低成本的加強散熱方式。

風扇:燈殼內部用長壽高效風扇加強散熱,造價低,效果好。不過要換風扇就是麻煩些,也不適用於戶外,這種設計較為少見。

導熱管:利用導熱管技術,將熱量由LED芯片導到外殼散熱鰭片。在大型燈具,如路燈 等是常見的設計。

表麵輻射散熱處理:燈殼表麵做輻射散熱處理,簡單的就是塗抹誌盛威華輻射散熱塗料,可以將熱量用輻射方式帶離燈殼表麵。

以下介紹一種新型的散熱塗料:ZS-411輻射散熱降溫塗料,塗料塗層具有高熱傳導率和較大的散熱表麵積,同時在相當寬的波長範圍內(1-20μm)具有高輻射率,可以顯著提高包括傳導、對流、輻射散熱的綜合性能。

這種塗料采用高性能散熱溶液,該散熱溶液具有較高的可見光和近紅外光反射率、較高的熱紅外發射率和穩定性等特殊性能,同時還具有良好的物理性能、化學性能和良好的施工性多種複合性,該散熱溶液工作原理是靠無機膠體微粒(小於100納米)發生凝聚而產生結合力。塗料溶液裏添加納米碳管等具有較高的熱傳導率和發射性的材料,能使塗層表麵呈現宏觀光潔微觀粗糙的形貌的納米材料組元,可以大大增加散熱裝置與外界的接觸麵積,顯著提升散熱效果。同時加入大量被電子躍遷過的多種尖晶石作為複合紅外輻射體,既增加了雜質能級,提高了紅外輻射係數,又保持了相應的熱穩定性、耐熱性。

總體來說LED的發光效率還是比較低,從而引起結溫升高,壽命降低。為了降低結溫以提高壽命就必須十分重視散熱的問題

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