Ob die LED-Straßenlaterne stabil steht oder nicht, ist entscheidend für die Wärmeableitung des Lampenkörpers selbst.

Ob die LED-Straßenlaterne stabil steht oder nicht, ist entscheidend für die Wärmeableitung des Lampenkörpers selbst.

Laut Forschungsdaten führt jede Erhöhung der Bauteiltemperatur um 2 °C zu einer Beeinträchtigung der Hochleistungs-LED. Die Wärme konzentriert sich auf den kleinen Chip, wodurch die Ausfallrate des Bauteils exponentiell ansteigt. Kann die LED die Wärme nicht ausreichend abführen, verkürzt sich auch ihre Lebensdauer. LED-Lampen bestehen im Wesentlichen aus LEDs, Kühlkörpern, Treibern, Linsen und weiteren Komponenten.

In LED-Straßenbeleuchtungssystemen mit mehreren parallel angeordneten LED-Strängen stellt die Wärmeabfuhr ein ständiges Problem dar. Die Lösung dieses Problems ist für Hochleistungs-LED-Anwendungen entscheidend, da die Zuverlässigkeit um bis zu 10 % sinkt und die Leistung nicht optimal ist. Besonders im p-dotierten Bereich entsteht leicht Wärme. Zur Wärmeableitung werden häufig natürliche Kühlkörper verwendet, was zu einer ungleichmäßigen Verteilung der thermischen Belastung, einer geringeren Lichtausbeute des Chips und einer geringeren Phosphor-Laserleistung führt. Überschreitet die Temperatur einen bestimmten Wert, …

Steigt die Temperatur des Chips, ist die Wärmeableitung der auf dem Markt erhältlichen Hochleistungs-LED-Straßenlampen von großer Bedeutung für die Wärmeableitung des Lampenkörpers selbst und somit auch für die Qualität. Daher spielt die Wärmeableitung aufgrund der begrenzten Löslichkeit des Mg-Akzeptors und der höheren Startenergie der Löcher ebenfalls eine wichtige Rolle, da die p-Dotierung der III-Nitride durch die Mg-Akzeptoren begrenzt ist.

Es entsteht ein erheblicher Eigenerwärmungseffekt. Diese Wärme muss die gesamte Struktur durchdringen, um am Kühlkörper abgeführt zu werden. Die Wärmeabfuhr der LED erfolgt hauptsächlich durch Wärmeleitung und Konvektion. Die extrem niedrige Wärmeleitfähigkeit des Substratmaterials führt zu einem erhöhten Wärmewiderstand. Da dies die Leistung und Zuverlässigkeit der LED massiv beeinträchtigt, ist das Wärmemanagement ein zentrales Problem bei Hochleistungs-LEDs.