隨著LED照明技術的發(fā)展,LED防爆燈已進入普通照明市場。然而,防爆無線照明系統(tǒng)的發(fā)展對散熱產生了很大的影響。例如:首先,為了增加單管的光通量,注入更大的電流密度,使芯片產生更多的熱量,需要散熱,二是新的包裝結構。隨著LED光源功率的增加,需要將多個功率的LED芯片封裝在一起,如cob結構、模組燈等,會產生更多的熱量,需要更有效的散熱結構和措施。
對于防爆無線照明來說,散熱已經成為防爆燈發(fā)展的瓶頸。半導體制冷技術具有體積小、無需添加制冷劑、結構簡單、無噪音、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。隨著半導體材料技術的進步和高熱點轉換材料的發(fā)現(xiàn),利用半導體制冷技術解決防爆燈照明系統(tǒng)的散熱問題將具有重要的現(xiàn)實意義。
1、LED發(fā)熱的原因及其對LED性能的影響:
在正向電壓下,LED的電子從電源中獲取能量。在電場的驅動下,它們克服了PN結的電場,從n區(qū)躍遷到p區(qū)。這些電子與P區(qū)的空穴復合。由于漂移到p區(qū)的自由電子比p區(qū)的價電子具有更高的能量,因此電子在復合過程中回到低能態(tài),多余的能量以光子的形式釋放出來。但釋放出來的光子只有30%~40%轉化為光能,其余60%~70%以點振動的形式轉化為熱能。
因為LED是一種半導體發(fā)光器件,而半導體器件本身隨著溫度的變化而變化,其固有特性會發(fā)生顯著變化。對于LED來說,結溫的升高會導致器件性能的變化和衰減。這種變化主要體現(xiàn)在以下三個方面:⑴降低LED的外量子效率;(2)縮短LED的使用壽命;⑶LED光的主波長發(fā)生偏移,導致光源顏色偏移。大功率LED一般使用1W以上的電力輸入,會產生大量熱量。解決散熱問題迫在眉睫。
2、改善散熱的幾點建議:
?。?)對于LED芯片,應采用新的結構和工藝,提高LED芯片結溫等材料的耐熱性,從而降低對散熱條件的要求。
?。?)降低LED器件的熱阻,采用新的封裝結構和工藝,選用導熱和耐熱性好的新材料,包括金屬間的鍵合材料和熒光粉的混合膠,使熱阻≤10℃/W或更低。
?。?)降低溫升。盡量使用導熱性好的散熱材料。在設計中,要求有更好的通風通道,以盡快將廢熱散發(fā)出去。要求溫升小于30℃。
3、防爆無線照明的使用規(guī)范是保證安全生產、安全照明的前提。預防措施如下:
?。?)燈具必須在預定的電壓和頻率下使用。必須定期檢查所有接地的燈是否接地。
(2)普通燈具不得在電、煤氣、煤油等加熱器的上方和附近或直接遇到蒸汽的地方使用。
(3)盡量不要在煤氣、蒸汽等危險場所修理燈具。
?。?)室內使用的燈具不能移至室外使用。燈具不得安裝超過規(guī)定瓦數(shù)的燈泡。
?。?)換燈、拆燈罩和保險絲時,必須切斷電源。
(6)安全照明燈具應定期檢查,確保無異常發(fā)生。
?。?)紙、布等物品不得靠近或覆蓋照明器。
?。?)燈具用溫水擦洗,不能用汽油和揮發(fā)油。
(9)燈具金屬部分不得隨意使用拋光粉。燈后的灰塵應用干布或抹布清潔。
?。?0)燈具在使用過程中如出現(xiàn)異常情況,應停止使用,切斷電源并檢查。