อุณหภูมิห้าแยกของลูกปัดโคมไฟหน้าจอ LED อิเล็กทรอนิกส์ขนาดใหญ่

ในขณะที่เราทุกคนรู้ว่า, หน้าจอ LED อิเล็กทรอนิกส์ขนาดใหญ่บรรจุด้วยลูกปัดโคมไฟหลายพันเม็ด, แต่อุณหภูมิทางแยกของหลอดไฟ LED นั้นไม่ชัดเจนสำหรับคนส่วนใหญ่ยกเว้นผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรม LED. ต่อไปนี้เป็นคำแนะนำสั้น ๆ เกี่ยวกับสาเหตุอุณหภูมิห้าแยกและการแก้ปัญหาของลูกปัดโคมไฟหน้าจออิเล็กทรอนิกส์ LED ขนาดใหญ่โดยผู้ผลิตจอแสดงผล LED แบบอิเล็กทริค.
โครงสร้างพื้นฐานของ LED คือทางแยก p-n ของเซมิคอนดักเตอร์. เมื่อกระแสผ่านองค์ประกอบ LED, อุณหภูมิของทางแยก p-n จะสูงขึ้น. ณ ขณะนี้, เรากำหนดอุณหภูมิของพื้นที่ชุมทาง p-n เป็นอุณหภูมิทางแยก LED. เนื่องจากขนาดชิปของส่วนประกอบมีขนาดเล็กมาก, อาจกล่าวได้ว่าอุณหภูมิของชิป LED คืออุณหภูมิทางแยก.
1. ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าข้อ จำกัด ของประสิทธิภาพการส่งออกแสงเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้อุณหภูมิทางแยก LED สูงขึ้น. แม้ว่าการเติบโตของวัสดุขั้นสูงและเทคโนโลยีการผลิตชิ้นส่วนสามารถแปลงพลังงานไฟฟ้าส่วนใหญ่ที่นำเข้ามาเป็นพลังงานรังสีแสงได้, เนื่องจากดัชนีการหักเหของแสงที่ใหญ่กว่ามากของวัสดุชิป LED และสื่อรอบข้าง, โฟตอนส่วนใหญ่ (> 90%) สร้างขึ้นในชิปไม่สามารถไหลล้นอินเทอร์เฟซได้อย่างราบรื่น. หลังจากชิปและอินเทอร์เฟซอิเล็กทริกสร้างการสะท้อนทั้งหมด, พวกเขากลับไปที่ชิปและส่งผ่านอินเทอร์เฟซหลายครั้งในที่สุด, ส่วนสะท้อนจะดูดซับวัสดุชิปหรือพื้นผิวและเปลี่ยนเป็นความร้อนในรูปแบบของการสั่นสะเทือนของตาข่าย, ซึ่งทำให้อุณหภูมิทางแยกสูงขึ้น.
2. เนื่องจากตัวแยก p-n นั้นมีข้อบกพร่อง, ประสิทธิภาพการฉีดของอุปกรณ์จะไม่ถึง 100%, กล่าวคือ, นอกเหนือจากค่าใช้จ่าย (หลุม) ฉีดเข้าไปในภูมิภาค N โดยภูมิภาค p, พื้นที่ N จะอัดประจุเข้าไปด้วย (อิเล็กตรอน) ลงในพื้นที่ p เมื่อ LED ทำงาน. โดยทั่วไป, การฉีดประจุชนิดหลังไม่ก่อให้เกิดผลกระทบจากตาแมว, แต่ใช้ในรูปแบบของความร้อน. แม้ว่าส่วนที่เป็นประโยชน์ของประจุที่ฉีดเข้าไปจะไม่กลายเป็นแสง, บางส่วนจะรวมกับสิ่งสกปรกหรือข้อบกพร่องในบริเวณจุดเชื่อมต่อและเปลี่ยนเป็นความร้อนในที่สุด.
3. โครงสร้างอิเล็กโทรดที่ไม่ดี, วัสดุของพื้นผิวชั้นหน้าต่างหรือพื้นที่ทางแยกและกาวเงินที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าล้วนมีค่าความต้านทานที่แน่นอน. ความต้านทานเหล่านี้จะถูกเพิ่มเข้าด้วยกันเพื่อสร้างความต้านทานแบบอนุกรมของส่วนประกอบ LED. เมื่อกระแสไหลผ่านทางแยก p-n, มันจะไหลผ่านตัวต้านทานเหล่านี้ด้วย, ส่งผลให้จูลร้อนขึ้น, ส่งผลให้อุณหภูมิของชิปหรืออุณหภูมิทางแยกเพิ่มขึ้น.
4. เห็นได้ชัด, ความสามารถในการกระจายความร้อนของ LED เป็นอีกปัจจัยสำคัญในการกำหนดอุณหภูมิทางแยก. ถ้าความสามารถในการกระจายความร้อนแข็งแรง, อุณหภูมิทางแยกจะลดลง. ในทางตรงกันข้าม, ถ้าความสามารถในการกระจายความร้อนแข็งแรง, อุณหภูมิทางแยกจะเพิ่มขึ้น. เนื่องจากกาวอีพ็อกซี่เป็นวัสดุที่มีการนำความร้อนต่ำ, ความร้อนที่เกิดขึ้นที่จุดเชื่อมต่อ p-n นั้นยากที่จะแผ่ขึ้นสู่สิ่งแวดล้อมผ่านอีพ็อกซี่โปร่งใส. ความร้อนส่วนใหญ่แผ่ลงมาผ่านวัสดุพิมพ์, วางเงิน, เปลือก, ชั้นกาวอีพ็อกซี่, PCB และแผงระบายความร้อน. เห็นได้ชัด, การนำความร้อนของวัสดุที่เกี่ยวข้องจะส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการสูญเสียความร้อนของส่วนประกอบ.
5. สำหรับ LED ทั่วไป, ความต้านทานความร้อนทั้งหมดจากจุดเชื่อมต่อ p-n ถึงอุณหภูมิแวดล้อมอยู่ระหว่าง 300 ℃และ 600 ℃ / ว. สำหรับไฟ LED ที่มีโครงสร้างที่ดี, ความต้านทานความร้อนทั้งหมดอยู่ที่ประมาณ 15 ℃ถึง 30 ℃ / ว. ความต้านทานความร้อนที่แตกต่างกันอย่างมากบ่งชี้ว่า LED ทั่วไปสามารถทำงานได้ตามปกติภายใต้สภาวะของกำลังไฟฟ้าเข้าที่มีขนาดเล็กมากเท่านั้น, และการกระจายกำลังไฟ LED อาจสูงถึงระดับวัตต์หรือสูงกว่าก็ได้.
ดังนั้นวิธีแก้อุณหภูมิจุดเชื่อมต่อลูกปัดหลอดไฟหน้าจอขนาดใหญ่อิเล็กทรอนิกส์? สามารถแก้ไขได้ด้วยวิธีการดังต่อไปนี้.
1. ลดความต้านทานความร้อนของ LED เอง;
2. กลไกการระบายความร้อนทุติยภูมิที่ดี;
3. ลดความต้านทานความร้อนระหว่าง LED และอินเทอร์เฟซการติดตั้งของกลไกการระบายความร้อนทุติยภูมิ;
4. ควบคุมกำลังอินพุตที่กำหนด;
5. ลดอุณหภูมิโดยรอบ
สรุป, กำลังไฟฟ้าเข้าของ LED เป็นแหล่งเดียวของผลกระทบด้านความร้อนของส่วนประกอบ. พลังงานส่วนหนึ่งเปลี่ยนเป็นพลังงานแสงที่เปล่งประกาย, และพลังงานที่เหลือจะเปลี่ยนเป็นความร้อน, จึงเพิ่มอุณหภูมิของส่วนประกอบ. เห็นได้ชัด, วิธีหลักในการลดอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของ LED คือการพยายามปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงไฟฟ้า (หรือที่เรียกว่าประสิทธิภาพควอนตัมภายนอก) ของอุปกรณ์, เพื่อให้กำลังไฟฟ้าเข้ามากที่สุดเท่าที่จะทำได้สามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานแสงได้, และอีกวิธีหนึ่งที่สำคัญคือพยายามปรับปรุงความสามารถในการกระจายความร้อนของอุปกรณ์, เพื่อให้ความร้อนที่เกิดจากอุณหภูมิทางแยกสามารถปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมโดยรอบได้หลายวิธี.