LED燈如何使用散熱材料延長產(chǎn)品使用壽命
LED行業(yè)是發(fā)展最快的技術(shù)行業(yè)之一。盡管LED應(yīng)用于許多電子設(shè)備中已多年,但是近來更多的大功率LED應(yīng)用于各種照明、汽車、招牌和家用電器產(chǎn)品中,數(shù)量不菲?;贚ED的照明非??煽?,但可靠性取決于組件周圍良好的散熱設(shè)計。LED作為鹵素燈、白熾燈和熒光燈照明系統(tǒng)的替代品,其照明市場的發(fā)展將是很可觀的。LED的增長歸功于LED在適應(yīng)性、壽命和效率方面優(yōu)于傳統(tǒng)照明形式。LED有更多的設(shè)計自由度,提供非常長的使用壽命,并且也相當高效,能將大部分能量轉(zhuǎn)換成光,從而最大限度地減少散發(fā)的熱量。
LED等熱量與使用壽命的關(guān)系
實際上,工作溫度與LED的壽命直接相關(guān);溫度越高,LED壽命越短。LED驅(qū)動器也是同理,其壽命是由電解電容器的壽命決定。通過計算,可以確定,工作溫度每下降10℃,電容器的壽命增加一倍。因此,確保有效的散熱管理可為LED陣列提供一致的質(zhì)量、外觀和使用壽命,從而為不斷發(fā)展的行業(yè)開辟進一步應(yīng)用的機會。
假如LED的工作溫度發(fā)生變化,其色溫也會發(fā)生變化。例如,白光的溫度升高,可導(dǎo)致LED發(fā)出較暖的CCT。另外,如果在相同陣列中的LED上存在芯片溫度的變化,則可能發(fā)射一定范圍的色溫,從而影響終端照明產(chǎn)品的質(zhì)量和外觀。
如表1所示,保持LED的正確芯片溫度不僅可以延長使用壽命,而且還可以產(chǎn)生更多的光;因此,可以只需要少數(shù)量的LED就可以實現(xiàn)期望的效果。工作溫度的升高可能會對LED的性能產(chǎn)生負面的影響,但這種影響是可以恢復(fù)的。然而,如果超過結(jié)溫,特別是高于LED(120-150℃)的最高工作溫度,則可能會發(fā)生不可恢復(fù)的影響,導(dǎo)致完全失效。
LED燈散熱緩解方式選擇
有許多方法來改善LED產(chǎn)品的散熱管理,必須選擇正確類型的導(dǎo)熱材料,以確保實現(xiàn)所需的散熱效果。在材料領(lǐng)域,產(chǎn)品范圍從提供散熱和環(huán)境保護的導(dǎo)熱封裝樹脂到用于提高導(dǎo)熱效率的導(dǎo)熱接口材料。
導(dǎo)熱接口材料是設(shè)計用于填充器件和散熱器之間間隙的化合物,從而降低兩者之間邊界處的熱阻。這種材料會加快熱損失,降低設(shè)備的工作溫度。固化產(chǎn)品也可用作粘合材料。實例包括硅氧烷RTV(室溫硫化)或環(huán)氧化合物。材料的選擇通常取決于所需的粘合強度或工作溫度范圍。
導(dǎo)熱的另一個選擇是使用導(dǎo)熱封裝樹脂。這些產(chǎn)品設(shè)計用于提供對設(shè)備的保護,同時還讓設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生的熱量散發(fā)到周圍環(huán)境中。在這種情況下,封裝樹脂變成散熱器,并將熱能從設(shè)備傳導(dǎo)出去。這些產(chǎn)品可用于LED裝置上,并且還可以根據(jù)所選擇的顏色幫助從單元內(nèi)進行光提取。
封裝樹脂還包括使用導(dǎo)熱填料,然而,可以改變所使用的基礎(chǔ)樹脂、硬化劑和其它添加劑,以提供廣泛的選擇,包括環(huán)氧樹脂、聚氨酯和硅樹脂化學品。不同的化學材料將提供一系列的屬性,每個都應(yīng)該考慮到最終的應(yīng)用需求。
例如,聚氨酯材料提供優(yōu)異的柔韌性,特別是在低溫下,相對于環(huán)氧樹脂類來說是一個主要優(yōu)點。有機硅樹脂也可以在低溫下提供這種靈活性,并提供優(yōu)異的高溫性能,超過其他現(xiàn)有的化學成分。有機硅產(chǎn)品通常也更昂貴。
環(huán)氧樹脂類非常堅固,在各種惡劣環(huán)境中提供卓越的保護。它們是具有低熱膨脹系數(shù)的剛性材料,并且在一些情況下可以在產(chǎn)品中加入一定程度的柔性。封裝樹脂的加入可以為各種應(yīng)用產(chǎn)生大量的具有定制性能的產(chǎn)品;因此,建議與相關(guān)材料供應(yīng)商詳細討論應(yīng)用。
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