Dlaczego diody LED nagrzewają się podczas pracy?
Istnieją trzy główne serie diod LED dużej mocy. Pierwszy typ to najczęściej używane koraliki lampowe o dużej mocy, które imitują lumeny, ale najbardziej niewygodną częścią tego rodzaju koralików lampowych jest to, że można je wklejać tylko ręcznie i nie można ich zamontować na maszynie do umieszczania. Nie może przejść przez piec rozpływowy, więc można go tylko ręcznie lub na stole grzewczym. Drugi to seria SMD firmy Cree. Koraliki lampy są małe, a SMD jest bardzo wygodny. Jednak ze względu na niewielkie rozmiary wytwarzanie ciepła przez chip musi być małe. Wymagania dotyczące chipów są wysokie.
Głównie Cree robi (lub używa chipów Cree), a cena jest stosunkowo wysoka. Trzeci to Samsung 5630 (5730), który jest między dużą mocą a niską mocą, na ogół można użyć tylko 0,5 W , jest wygodniejszy do łatania, ale nie jest wygodny w użyciu obiektywu, więc wiele lamp z nieprzezroczystą pokrywą używa go, a innym są zintegrowane koraliki lampy, które zależą od liczby i wielkości chipów.
Dioda LED wysokiej mocy
Przyczyny gorączki pracy LED o dużej mocy:
Pod napięciem przewodzenia diody LED elektrony uzyskują energię ze źródła elektrycznego. Napędzane polem elektrycznym pokonują pole elektryczne złącza PN i przechodzą z regionu N do regionu P. Elektrony te rekombinują z otworami w obszarze P. Ponieważ wolne elektrony dryfujące do obszaru P mają wyższą energię niż elektrony walencyjne w obszarze P, elektrony powracają do stanu niskoenergetycznego podczas rekombinacji, a nadmiar energii jest uwalniany w postaci fotonów.
Po drodze wewnątrz diody elektrony będą zużywać energię ze względu na istnienie oporu. Pobór mocy jest zgodny z podstawowymi prawami elektroniki: P = I2 R = I2 (RN ++RP ) + IVTH gdzie: RN jest rezystancją masową regionu N VTH jest napięciem włączenia złącza PN RP jest ciepłem generowanym przez moc zużywaną przez rezystancję masową obszaru P Dla: Q = Pt gdzie: t to czas, w którym dioda jest zasilana.
W istocie dioda LED jest nadal diodą półprzewodnikową. Dlatego, gdy dioda LED pracuje w kierunku do przodu, jej proces roboczy jest zgodny z powyższym opisem. Energia elektryczna, którą zużywa, to: P LED = U LED × I LED We wzorze: U LED to napięcie przewodzenia przez źródło światła LED I LED to prąd przepływający przez diodę LED, a zużyta energia elektryczna jest przekształcana w ciepło i uwalniana: Q = P LED × t gdzie: t jest czasem włączenia.
W rzeczywistości energia uwalniana przez elektrony podczas rekombinacji z w obszarze P nie jest bezpośrednio dostarczana przez zewnętrzne źródło zasilania, ale dlatego, że elektrony w regionie N mają wyższy poziom energii niż obszar P przy braku zewnętrznego pola elektrycznego. Poziom energii elektronów walencyjnych jest wyższy niż Np. Kiedy dotrze do obszaru P i ponownie połączy się z, aby stać się elektronem walencyjnym obszaru P, uwolni tak dużo energii. Wielkość Eg jest określona przez sam materiał i nie ma nic wspólnego z zewnętrznym polem elektrycznym. Wpływ zewnętrznego źródła zasilania na elektron polega jedynie na popchnięciu go do poruszania się w sposób kierunkowy i przezwyciężeniu efektu złącza PN.
