По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

Возможность совершенствования системы охлаждения светодиодной лампы

Борисов А.Н. канд. техн. наук доцент, ФГБОУ ВО КГЭУ

В статье рассмотрен метод усовершенствования существующих систем пассивного охлаждения светодиодных ламп путем увеличения теплоотдачи радиатора. Представлены результаты, демонстрирующие увеличение эффективности работы усовершенствованной системы охлаждения, позволяющие светодиодам работать в безопасном для них температурном режиме.

Литература:

1. Борисов А.Н., Шириев Р.Р. Светодиодный источник света с повышенной светоотдачей // Известия вузов. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕР ГЕТИКИ. – 2019. – Т. 21. – № 1–2. – С. 111–119. DOI:10.30724/1998-9903-2019-21-1-2-111- 119.

2. Шуберт Ф. Светодиоды / Пер. с англ. под ред. А.Э Юновича. 2-е изд. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. – 496 с.

3. Храмов Ю.А. Снеллиус Виллеброрд (Snellius, Snell van Royen Villebrord) // Физики: Биографический справочник / под ред. А.И. Ахиезера. Изд. 2-е, испр. и доп. – М.: Наука, 1983. – С. 250–400.

4. Schmid W., Scherer M., Karnutsch C. et and. High-efficiency red and infrared lightemitting diodes using radial outcoupling taper // IEEE J.Sel.Top. Quantum Electron. – 2002. – Issue 8. – Р. 256.

5. Hoefler G.E., Vanderwater D.A., DeFevere D.C., Kish F.A., Camras M.D., Steranka F.M., Tan I.‐H. Wafer bonding of 50-mm diameter GaP to AlGaP-GaP lightemitting diode wafers // Applied Physics Letters. – 1996. – Issue 69. – Р. 803.

6. Способ изготовления оптического модуля светодиодного светильника: пат. 2580178 РФ / Черных В.Т., Черных Г.С., Борисов А.Н.; № 2014154320/28; заявл. 30.12.2014; опубл. 10.04.2016, Бюл. № 10.

7. Способ изготовления светодиода: пат. 2574424 РФ / Борисов А.Н., Черных В.Т.; № 2014149017/28; заявл. 04.12.2014; опубл. 10.02.2016, Бюл. № 4.

Производство светодиодных ламп становится актуальным и расширяется с каждым годом все больше и больше. В наше время светодиодные лампы применяют практически во всех сферах промышленности и бытового хозяйства: активно используют в помещениях, в дизайне при создании современной иллюминации на улицах городов.

Отличительной особенностью светодиодных ламп является срок использования, который в десятки раз выше люминесцентной или обычной. Появляется возможность экономить, так как они расходуют гораздо меньше электроэнергии. Несмотря на цену, которая немного выше, чем цена на обычную лампу, качество эксплуатации и реальная экономия оказываются выгоднее.

Известно, что у большинства современных светодиодов критическая температура p-n перехода составляет 90–100 °С. Превышение этого порога приводит к полной потере работоспособности полупроводникового кристалла (светодиода). Компания Cree, являющаяся одной из самых передовых в области производства светодиодных изделий, провела исследования в области температурных режимов работы светодиодов. Результаты исследований были опубликованы в виде документов XLamp Thermal Management и Optimizing PCB Thermal Performance. Согласно этим исследованиям, работа светодиода при температуре, превышающей номинальную, пагубно сказывается не только на сроке службы, но и на эффективности работы светодиода. От температуры кристалла зависит и величина прямого падения напряжения на светодиоде, которую обозначили через (Vf ). С увеличением температуры напряжение уменьшается. Величина падения напряжения зависит от конкретной модели светодиода.

Современные светодиоды имеют КПД порядка 30–40 %, что означает, что 60–70% потребляемой мощности преобразуется в тепло. Например, 5-ваттный светодиод требует рассеивания 3,5 Вт тепла. Компания CREE в документе XLamp Thermal Management рекомендует пользоваться допущением, что в тепло преобразуется 75% потребляемой мощности, данное допущение позволяет разрабатывать систему охлаждения с определенным запасом. Мощность, которую требуется рассеивать, можно рассчитать по формуле:

Для Цитирования:
Борисов А.Н., Возможность совершенствования системы охлаждения светодиодной лампы. Главный энергетик. 2019;12.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: