隨著LED照明技術(shù)的發(fā)展,LED防爆燈已進(jìn)入普通照明市場(chǎng)。然而,防爆無(wú)線(xiàn)照明系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)散熱產(chǎn)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(chǎn)生更多的熱量,需要散熱,二是新的包裝結(jié)構(gòu)。隨著LED光源功率的增加,需要將多個(gè)功率的LED芯片封裝在一起,如cob結(jié)構(gòu)、模組燈等,會(huì)產(chǎn)生更多的熱量,需要更有效的散熱結(jié)構(gòu)和措施。
對(duì)于防爆無(wú)線(xiàn)照明來(lái)說(shuō),散熱已經(jīng)成為防爆燈發(fā)展的瓶頸。半導(dǎo)體制冷技術(shù)具有體積小、無(wú)需添加制冷劑、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)噪音、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。隨著半導(dǎo)體材料技術(shù)的進(jìn)步和高熱點(diǎn)轉(zhuǎn)換材料的發(fā)現(xiàn),利用半導(dǎo)體制冷技術(shù)解決防爆燈照明系統(tǒng)的散熱問(wèn)題將具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1、LED發(fā)熱的原因及其對(duì)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(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下,它們克服了PN結(jié)的電場(chǎng),從n區(qū)躍遷到p區(qū)。這些電子與P區(qū)的空穴復(fù)合。由于漂移到p區(qū)的自由電子比p區(qū)的價(jià)電子具有更高的能量,因此電子在復(fù)合過(guò)程中回到低能態(tài),多余的能量以光子的形式釋放出來(lái)。但釋放出來(lái)的光子只有30%~40%轉(zhuǎn)化為光能,其余60%~70%以點(diǎn)振動(dòng)的形式轉(zhuǎn)化為熱能。
因?yàn)長(zhǎng)ED是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件,而半導(dǎo)體器件本身隨著溫度的變化而變化,其固有特性會(huì)發(fā)生顯著變化。對(duì)于LED來(lái)說(shuō),結(jié)溫的升高會(huì)導(dǎo)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(gè)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(zhǎng)發(fā)生偏移,導(dǎo)致光源顏色偏移。大功率LED一般使用1W以上的電力輸入,會(huì)產(chǎn)生大量熱量。解決散熱問(wèn)題迫在眉睫。
2、改善散熱的幾點(diǎn)建議:
(1)對(duì)于LED芯片,應(yīng)采用新的結(jié)構(gòu)和工藝,提高LED芯片結(jié)溫等材料的耐熱性,從而降低對(duì)散熱條件的要求。
(2)降低LED器件的熱阻,采用新的封裝結(jié)構(gòu)和工藝,選用導(dǎo)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。
(3)降低溫升。盡量使用導(dǎo)熱性好的散熱材料。在設(shè)計(jì)中,要求有更好的通風(fēng)通道,以盡快將廢熱散發(fā)出去。要求溫升小于30℃。
3、防爆無(wú)線(xiàn)照明的使用規(guī)范是保證安全生產(chǎn)、安全照明的前提。預(yù)防措施如下:
(1)燈具必須在預(yù)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(xiǎn)場(chǎng)所修理燈具。
(4)室內(nèi)使用的燈具不能移至室外使用。燈具不得安裝超過(guò)規(guī)定瓦數(shù)的燈泡。
(5)換燈、拆燈罩和保險(xiǎn)絲時(shí),必須切斷電源。
(6)安全照明燈具應(yīng)定期檢查,確保無(wú)異常發(fā)生。
(7)紙、布等物品不得靠近或覆蓋照明器。
(8)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(yīng)用干布或抹布清潔。
(10)燈具在使用過(guò)程中如出現(xiàn)異常情況,應(yīng)停止使用,切斷電源并檢查。