ハイパワーLEDの放熱
LED は光電子デバイスであり、動作中に電気エネルギーの 15% ～ 25% のみが光エネルギーに変換され、残りの電気エネルギーはほとんど変換されません。熱エネルギーに変換され、LEDの温度が高くなります。高出力 LED では、熱放散は特別な調査が必要な大きな問題です。例えば、10Wの白色LEDの光電変換効率が前述の通り20%であれば、8Wの電気エネルギーが熱エネルギーに変換されることになります。放熱対策を行わないと、ハイパワー LED のコア温度が急激に上昇します。そのTJ値の上昇が最高許容温度(通常150℃)を超えると、ハイパワーLEDは過熱により破損します。したがって、高出力EDランプの設計において最も重要な設計作業は放熱設計です。
また、一般的なパワーデバイス（電源1Cなど）の放熱計算では、ジャンクション温度が最大許容ジャンクション温度（通常125℃）以下であれば十分です。しかし、ハイパワー LED の放熱設計では、TJ VALUE の要件は 125℃ よりもはるかに低くなります。その理由は、TJ が LED の光取り出し率と寿命に大きな影響を与えるためです。TJ が高いほど、光取り出し率は低くなり、LED の寿命は短くなります。
ハイパワーLEDの放熱経路。
高出力 LED は構造設計において放熱を非常に重要視します。設計者によっては、ダイの下に大きな金属製の放熱パッドを備えているため、ダイの熱が放熱パッドを通じて外部に広がる可能性があります。ハイパワー LED はプリント基板 (PCB) にはんだ付けされます。放熱パッドの底面は PCB の銅被覆面に溶接され、より大きな銅被覆層が放熱面として使用されます。放熱効率を向上させるため、2層銅張PCBを採用しています。これは最も単純な放熱構造の 1 つです。
投稿時間: 2022 年 3 月 2 日
