浅析：LED的热量产生原因-电子工程世界

分享到: 微博; QQ; 微信; LinkedIn

综合电流注入效率、辐射发光量子效率、芯片外部光取出效率等，最终大概只有30-40%的输入电能转化为光能，其余60-70%的能量主要以非辐射复合发生的点阵振动的形式转化热能。

而芯片温度的升高，则会增强非辐射复合，进一步消弱发光效率。因为，人们主观上认为大功率LED没有热量，事实上确有。大量的热，以至于在使用过程中发生问题。加上很多初次使用大功率LED的人，对热问题又不懂如何有效地解决，使得产品可靠性成为主要问题。那么，LED究竟有没有热量产生呢?能产生多少热量呢?LED产生的热量究竟有多大?

LED在正向电压下，电子从电源获得能量，在电场的驱动下，克服PN结的电场，由N区跃迁到P区，这些电子与P区的空穴发生复合。由于漂移到P区的自由电子具有高于P区价电子的能量，复合时电子回到低能量态，多余的能量以光子的形式放出。发出光子的波长与能量差Eg相关。可见，发光区主要在PN结附近，发光是由于电子与空穴复合释放能量的结果。一隻半导体二极体，电子在进入半导体区到离开半导体区的全部路程中，都会遇到电阻。简单地从原理上看，半导体二极体的物理结构简单地从原理上看，半导体二极体的物理结构源负极发出的电子和回到正极的电子数是相等的。普通的二极体，在发生电子-空穴对的复合是，由于能级差Eg的因素，释放的光子光谱不在可见光范围内。

电子在二极体内部的路途中，都会因电阻的存在而消耗功率。所消耗的功率符合电子学的基本定律：

P=I2R=I2(RN++RP)+IVTH
式中：RN是N区体电阻
VTH是PN结的开启电压
RP是P区体电阻
消耗的功率产生的热量为：
Q=Pt
式中：t为二极体通电的时间。
本质上，LED依然是一只半导体二极体。因此，LED在正向工作时，它的工作过程符合上面的叙述。它所它所消耗的电功率为：
PLED=ULED×ILED
式中：ULED是LED光源两端的正向电压:
ILED是流过LED的电流
这些消耗的电功率转化为热量放出:
Q=PLED×t
式中：t为通电时间实际上，电子在P区与空穴复合时释放的能量，并不是由外电源直接提供的，而是由于该电子在N区时，在没有外电场时，它的能级就比P区的价电子能级高出Eg。当它到达P区后，与空穴复合而成为P区的价电子时，它就会释放出这麼多的能量。Eg的大小是由材料本身决定的，与外电场无关。外电源对电子的作用只是推动它做定向移动，并克服PN结的作用。

LED的产热量与光效无关；不存在百分之几的电功率产生光，其余百分之几的电功率产生热的关係。透过对大功率LED热的产生、热阻、结温概念的理解和理论公式的推导及热阻测量，我们可以研究大功率LED的实际封装设计、评估和产品应用。需要说明的是热量管理是在LED产品的发光效率不高的现阶段的关键问题，从根本上提高发光效率以减少热能的产生才是釜底抽薪之举，这需要芯片制造、LED封装及应用产品开发各环节技术的进步。

关键字：LED 热量编辑：探路者引用地址：浅析：LED的热量产生原因

上一篇：驱动LED串的DCM升压转换器简化分析
下一篇：将高效驱动LED离线照明发挥到极致

推荐阅读最新更新时间：2023-10-12 22:31

LED板上芯片封装技术势在必行

　　传统的LED封装流程是将LED芯片（Chip）固定（Bonding）于散热基板之上，经由打线（Wire Bonding）或覆晶（Flip Chip）方式将线路连结，最后再以点胶、模具成型（Molding ）等方式包覆LED芯片形成LED晶粒，最后将晶粒固定于电路载板（Circuit Board）之上，并整合电源（Power）、散热片（Heat Sink）、透镜（Lens）与反射杯（ reflector）组成完整的照明模组。　　　　图1：LED封装示意图　　表1：各式电路板比较　　　　在照明模组中又以基板与电路载板所承受的热最为密集，因此直接与热源接触的基板都使用陶瓷作为材料，而当功率越来越高，元件

[电源管理]

全面解析40种芯片常用的LED封装技术

LED封装技术大都是在分立器件封装技术基础上发展与演变而来的，但却有很大的特殊性。一般情况下，分立器件的管芯被密封在封装体内，封装的作用主要是保护管芯和完成电气互连。而 LED 封装则是完成输出电信号，保护管芯正常工作。现给大家介绍40种封装技术。　　 1、BGA封装(ballgridarray) 　　球形触点陈列，表面贴装型封装之一。在印刷基板的背面按陈列方式制作出球形凸点用以代替引脚，在印刷基板的正面装配LSI芯片，然后用模压树脂或灌封方法进行密封。也称为凸点陈列载体(PAC)。引脚可超过200，是多引脚LSI用的一种封装。封装本体也可做得比QFP(四侧引脚扁平封装)小。例如，引脚中心距为1.5mm的360引脚BGA仅

[电源管理]

全面解析40种芯片常用的<font color='red'>LED</font>封装技术

LCD和LED：三步区分怎么走？

　　近日，在百度指数上，检索词“LCD与 LED 的区别“依旧稳居排行前十，针对如此多的网民对于这两者之间区分问题存在的疑惑，编辑特意整理了LCD与LED的相关知识，供大家参考学习。　　一、定义区分　　LCD ( Liquid Crystal Display 的简称)液晶显示器。LCD 的构造是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶盒，下基板玻璃上设置TFT(薄膜晶体管)，上基板玻璃上设置彩色滤光片，通过TFT上的信号与电压改变来控制液晶分子的转动方向，从而达到控制每个像素点偏振光出射与否而达到显示目的。　　LED是发光二极管Light Emitting Diode的英文缩写。LED应用可分为两大类：一是LED显示屏;二是LE

[电源管理]

Molex LED阵列灯座为夏普高性能LED照明解决方案

(新加坡 – 2012年4月24日) 全球领先的全套互连产品供应商Molex公司宣布其免焊LED阵列灯座现可兼容夏普公司(Sharp)的Zenigata LED照明产品系列，包括15W、25W和50W Mega Zenigata和4W-15W Mini Zenigata产品。Molex LED阵列灯座采用独特的按压式接触 (compression contact) 技术为LED照明阵列供电，还能省去手工焊接或昂贵的表面安装(SMT)设备。这款灯座是照明设备OEM厂商的理想选择，能够减少安装时间，增加连接选项并降低成本。其免焊旋紧式(screw-down)连接实现了标准化的制造流程，增加了设计灵活性。此外，夏普专门开发了用于免焊L

[电源管理]

LED恒流精准控制

提到 LED 驱动精准度通常会想到恒流误差，其实驱动精度并不仅仅限于电流精度一项。 LED 是一款典型的电流驱动型器件，精准控制 LED 驱动电流，可决定包括光效率、电源效率、散热和产品亮度等在内的许多参数。驱动 LED 主要在于控制它的电流。无论是直接增、缩驱动电流，还是占空比 (PWM) 减小开关时间比，均是控制电流方式，但达到的目的却不相同。本文将阐述不同的驱动在不同应用中的区别。分布式恒流驱动原理介绍在以往的白炽灯和节能灯市场，大公司所形成的规格有限的主流灯具型号， LED 很难再继续遵守。 LED 有它的应用灵活性，在日后的设计中会带来较多的电源规格。我们要避免过多的电源规格，

[电源管理]

台湾LED产业现低潮三大阵营资源或整合

　　 LED 产业今年第3季旺季表现已见强弱差异，即将进入第4季传统淡季，产业内裁员风声、企业整并消息频传，多年来扮演台湾LED产业整并主导者的晶电、亿光再成焦点。　　对任何整并传言，晶电发言人张世贤坦言，未来竞争是打群架的时代，任何可能性都有。亿光发言人刘邦言则表示，「现在八字还没一撇」。　　晶电今年宣布水平布局合并广镓之后，再传可能透过合并奇力、泰谷扩大产能布局。亿光照明策略大转弯，正朝向自有品牌、代工接单双轨制发展，也传出将水平合并 LED照明封装艾笛森或齐瀚，垂直整并LED照明光学厂汤石，以扩大照明布局。　　不过，被视为同一阵营的晶电、亿光，对目前整并传言，看法则不同调。　　以LED磊晶厂

[电源管理]

用单片机和LED灯阵制作的贪吃蛇趣味小游戏

最近几天天气总是在下雨，对于不爱玩手机游戏的我来说过得太无聊了。想想咋么才能让时间过得快一点呢,这个时候我看到电视里的一个广告类似贪吃蛇的，于是抱着试试看的想法用单片机和LED灯阵做了一个贪吃蛇的游戏基本功能都有，玩起来体验还可以，总算可以充分利用时间了。下面我就把制作过程和文件分享给大家用一个18650电池供电，用一个单片机进行控制名称：8X8点阵贪吃蛇功能：按右键开始、中间可以选择速度1最慢9最快（飞一般的感觉）速度2和9，哎呀呀，自己撞死了（可以穿墙，撞到自己的身体死亡）按中间确定可查看吃到了多少暂停废话不多说先上实物图实物图1 实物图2 焊接实物图1 由于时间比较急线

[单片机]

字符设备驱动程序--LED驱动

编写驱动程序需要编写那些代码： 1、硬件相关的驱动程序 2、Makefile的编译程序 3、还需要编写一个相关的测试程序比如说：一个摄像头驱动程序 1、驱动程序的编写，需要编写一些硬件相关的操作，编译Makefile 2、安装、运行、卸载驱动程序（insmod ***、。./*** 、remod *** ）。 3、使用这个驱动程序：需要一个测试程序，如QQ（测试程序）打开摄像头。编写驱动程序框架： APP：（测试程序） open read write ......... -----------------------------------------------------

[单片机]