Come generare calore dai lampioni solari

Alla fine, solo circa il 30-40% dell'energia elettrica in ingresso viene convertita in energia luminosa e il restante 60-70% dell'energia viene generato principalmente dalla vibrazione del reticolo della ricombinazione non radiativa. forma energia termica. Quindi, il lampione solare Genera calore? Quanto calore può generare? Quanto calore genera il LED? Con l'aumento della temperatura del chip, la ricombinazione non radiativa verrà intensificata, indebolendo ulteriormente l'efficienza luminosa. Si genera così tanto calore che si verificano problemi durante l'uso. Inoltre, molte persone che utilizzano LED ad alta potenza per la prima volta non sanno come risolvere efficacemente il problema termico, rendendo l'affidabilità del prodotto un problema importante. Sotto la tensione diretta del LED, gli elettroni ottengono energia dall'alimentatore. Guidati dal campo elettrico, superano il campo elettrico della giunzione PN e passano dalla regione N alla regione P. Questi elettroni si ricombinano con le lacune nella regione P. Poiché gli elettroni liberi che si spostano nella regione P hanno un'energia maggiore rispetto agli elettroni di valenza nella regione P, gli elettroni ritornano a uno stato di bassa energia durante la ricombinazione e l'energia in eccesso viene rilasciata sotto forma di fotoni. La lunghezza d'onda dei fotoni emessi è correlata alla differenza di energia Eg. Si può notare che la regione di emissione luminosa si trova principalmente vicino alla giunzione PN, e l'emissione luminosa è dovuta alla ricombinazione di elettroni e lacune che rilasciano energia. In un diodo a semiconduttore, gli elettroni incontrano resistenza lungo tutto il percorso, dall'ingresso alla uscita dalla regione del semiconduttore. In linea di principio, il numero di elettroni emessi dall'elettrodo negativo e il numero di elettroni ritornati all'elettrodo positivo sono uguali. Nei diodi ordinari, quando si verifica la ricombinazione della coppia elettrone-lacuna, lo spettro di fotoni emessi non rientra nella gamma della luce visibile a causa della differenza di livello energetico Eg. Durante il percorso all'interno del diodo, gli elettroni consumano energia a causa della resistenza presente. La potenza consumata è in linea con le leggi fondamentali dell'elettronica: Pu₀dI₂Ru₀dI₂(RN++RP)+IVTH Nella formula: RN è la resistenza di massa della regione N, VTH è la tensione di accensione della giunzione PN e RP è la potenza generata dalla resistenza di massa della regione P. Il calore è: Qu₀dPt Nella formula: t è il tempo in cui il diodo è alimentato. In sostanza, il LED è ancora un diodo a semiconduttore. Pertanto, quando il LED funziona in direzione diretta, il suo processo di funzionamento è conforme alla descrizione di cui sopra. La potenza elettrica che consuma è: PLEDu₀dULED×ILED Nella formula: ULED è la tensione diretta ai capi della sorgente luminosa LED: ILED è la corrente che scorre attraverso il LED Questa potenza elettrica consumata viene convertita in calore e rilasciata: Qu₀dPLED×t Nella formula: t è il tempo di elettrificazione. In realtà, l'energia rilasciata dagli elettroni quando si ricombinano con le lacune nella regione P non è fornita direttamente dalla sorgente di alimentazione esterna, ma poiché gli elettroni si trovano nella regione N e non vi è alcun campo elettrico esterno, il loro livello energetico è superiore al livello energetico degli elettroni di valenza della regione P di Eg. Quando raggiungono la regione P, si ricombinano con la lacuna e diventano elettroni di valenza della regione P, rilasciando una certa quantità di energia. Il valore di Eg è determinato dal materiale stesso e non ha nulla a che vedere con il campo elettrico esterno. L'effetto della sorgente di alimentazione esterna sugli elettroni è quello di spingerli a muoversi in modo direzionale e superare l'effetto della giunzione PN. La produzione di calore dei lampioni solari non ha nulla a che vedere con l'efficienza luminosa; non c'è alcuna relazione tra una piccola percentuale di energia elettrica utilizzata per generare luce e la restante piccola percentuale utilizzata per generare calore. Grazie alla comprensione dei concetti relativi alla generazione di calore, alla resistenza termica e alla temperatura di giunzione dei LED ad alta potenza, alla derivazione di formule teoriche e alla misurazione della resistenza termica, possiamo studiare la progettazione, la valutazione e l'applicazione pratica dei prodotti a LED ad alta potenza. È importante sottolineare che la gestione del calore è una questione cruciale nella fase attuale, in cui l'efficienza luminosa dei prodotti a LED non è ancora elevata. L'obiettivo fondamentale è migliorare l'efficienza luminosa per ridurre la generazione di calore. Ciò richiede progressi tecnologici in tutti gli ambiti: produzione di chip, confezionamento dei LED e sviluppo di prodotti applicativi. [Il contenuto di cui sopra è organizzato e pubblicato per voi dai produttori di lampioni solari]

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