LEDチップの高出力および放熱方法の解析

のためにLED発光チップ、同じ技術を使用すると、単一の LED の出力が高くなるほど、光効率が低くなります。ただし、使用するランプの数を減らすことができるため、コスト削減に役立ちます。単一の LED の電力が小さいほど、光効率は高くなります。しかし、各ランプに必要なLEDの数が増えると、ランプ本体のサイズが大きくなり、光学レンズの設計難易度が高くなり、配光曲線に悪影響を与える可能性があります。総合的な要因に基づいて、通常は定格動作電流 350mA、電力 1W の単一 LED が使用されます。

同時に、パッケージング技術もLEDチップの光効率に影響を与える重要なパラメータであり、LED光源の熱抵抗パラメータはパッケージング技術のレベルを直接反映します。放熱技術が優れているほど、熱抵抗が低くなり、光の減衰が小さくなり、ランプの輝度が高くなり、寿命が長くなります。

現在の技術成果から言えば、LED光源に必要な数千ルーメン、さらには数万ルーメンの光束を単一のLEDチップで達成することは不可能です。完全な照明輝度の需要を満たすために、複数の LED チップ光源が 1 つのランプに組み合わされ、高輝度照明のニーズに応えます。複数のチップをスケールアップすることで、LEDの発光効率、高光効率パッケージングを採用し、高電流変換により、高輝度の目標を達成できます。

LED チップの冷却方法には、主に熱伝導と熱対流の 2 つがあります。放熱構造は、LED照明固定具には、ベース ヒートシンクとヒートシンクが含まれます。均熱プレートは超高熱流束密度の熱伝達を実現し、高出力 LED の放熱問題を解決します。浸漬プレートは、内壁に微細構造を備えた真空チャンバーです。熱が熱源から蒸発ゾーンに伝達されると、チャンバー内の作動媒体は低真空環境で液相ガス化を起こします。このとき、媒体は熱を吸収して急速に体積膨張し、気相媒体がチャンバー全体に急速に満たされます。気相媒体が比較的冷たい領域に接触すると、凝縮が発生し、蒸発中に蓄積された熱が放出されます。凝縮された液相媒体は、微細構造から蒸発熱源に戻ります。

LED チップに一般的に使用される高出力方法は、チップのスケーリング、発光効率の向上、高光効率パッケージの使用、および高電流変換です。この方式では放出する電流量も比例して増加しますが、それに伴い発熱量も増加します。熱伝導率の高いセラミックや金属樹脂のパッケージ構造に変更することで放熱問題を解決し、本来の電気的、光学的、熱的特性を向上させることができます。LED 照明器具の出力を高めるには、LED チップの動作電流を増やすことができます。動作電流を増やす直接的な方法は、LED チップのサイズを大きくすることです。しかし、動作電流の増加により、放熱が重要な問題となっており、LED チップのパッケージングを改善することで放熱の問題を解決できます。


投稿日時: 2023 年 11 月 21 日