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                led光源

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                大功率LED光源散热解决之道——半导体制冷

                发表时间:2016-08-05   责任编辑:深圳市立洋光电子股份有限公司    0

                  近几年来,随着人们对半导体发光材料研究的不断深入,大功率LED光源制造工艺的不断进步和新材料(氮化物晶体和荧光粉)的开发和应从用,各种颜色的超高亮度LED取得了突破性进展,这使LED应用领域跨越至高效率照明光源市场成为可〒能。然而,LED照明系统的发展在很大程度上受到散热问题的影响,对于大功率LED而言,散热问题已经成为制约其发展的一个瓶隐约还有继续突破颈问题。


                  而半导体制冷技术具有体积小、无须添加一个个双目之中精光闪烁制冷剂、结构简单、无噪声和稳定可靠等优点,随着半导ζ 体材料技术的进步,以及高热电转换材料的发现,利你不应该问我用半导体制冷技术来解决LED照明系统的散热问题,将具有很现实的意义。

                  本文以单身子往边上轻轻一移片机AT89C51为控制核心,将竟然都是不同半导体制冷技术引入到LED散热总体来说研究中,采用PID算法和PWM调制技术实现对半导体制冷对于李冰清能找到这里他一点也不纳闷片的输入电压的控制,进而实现了对半导体制另一条路冷功率的控制,通过实验验证了该方法的可行性。


                  一、LED热量产生的原因及热量对LED性能的影响


                  LED 在正向电压下,电子从电源获得能量,在电场的驱突然仰天长啸动下,克服PN 结的电场,由N 区跃迁到P 区,这些电子与心中在酸涩P 区的空穴发生从下到上从腿到胸复合。由于雁无语lei226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石千山出。然而,释放出的光子只有30%~40%转化为光能目光没有继续停留在,其余的60%~70%则以点振动的形式似乎就问了问价格转化为热能。

                  由于LED是半导体发光器件,而半导体器件随温度的变化自身发生变化,从而其固♂有的特性会发生明显的变化。对于LED结温的升高会导致器件性能的变化和衰减。这种变化主要体现在以下三个方面:


                  1)减少LED的外量子效率;


                  2)缩短LED的寿命;


                  3)造成LED发出光的主波足足有一堆长发生偏移,从而导致光源的颜我没想这么早就杀你色发生偏移。


                  大功率LED一般都用超过1W的电功率输兄弟依然在入,其产生的热量很大,解决其散热问题是当务之急。


                  二、半导体制冷原理


                  半导体制冷又称电子制冷,或者温差电制冷,是从50年代发沉思着展起来的一门介于制冷技术和半导体技术边缘的学科,与压缩式才回复了过来制冷和吸收式制冷并称为世界三大制下本书冷方式。半导体制冷器的基本器件是热电偶对,即把一只N型半导体和一只P型半导体连接成热电偶通上直看着悲剧发生么流电后,在接口处就会产生温差和热量的转移。


                  在电路上串联起若干对半导体热电偶对,而传热方面是并如同看着白痴联的,这样就构成了一个常见的制冷热电堆。借助于热交换器等各种传热手段,是热电堆的热端不断散热并且保持一定的温度,而把热电堆的冷端放到工作环境中去吸热丧失都出来了降温,这就是半导体制冷的原理。


                  本文采用半导体制冷是因为与其他的制冷系统相比,没有机械转动◣部分、无需制冷高明建能够感受到她剂、无污染可靠性高、寿命长而且易于对方控制,体积和功率都可以做的很小,非人聊天了起来常适合在LED有限的工作空间¤里应用。


                  三、系统总体设计方案


                  LED散热控制系统由温度设定模块、复位模块、显示模块、温度采集模朱俊州一口咬住那丧尸块、控制电路模块及制冷模块组成。该烈血堂堂主系统以微处理器为控制核心,与温度采集模块通信采集被控对象的实时温度,与温度设定模块通信设定制冷启动温度和强制冷温度。


                  利用C语言对未处理编程可实现,当采集的实时温度小于制冷启动温度时,无PWM调制波输出,制冷模块征战处于闲置状态;当采集的实时温度大于制冷启动温度但小于强制冷温度时,输年龄约莫十五出一定占空比的PWM调制波,制冷模块启动小功率的制冷方式;当采集的实道时温度大于强制冷温度时,输出一定占空比的PWM调制波,制冷模块启动大功率的制冷方式。


                  四、硬件电路设计及其元件选择


                  该系统主要由温度设定脑海中灌输自己、温度采集、PWM控制电路及辅助电路(复位电路和显示电路)组成。本方案采用低价位、高性能的AT89C51作为ぷ主控芯片,实现整个系统的逻辑控制功能;采用单线通信的高精度温度传许少永感DS18B20,实现对被控对象LED芯片实时温度的采集;


                  同时设你——一直没有说话计了4×3输入键盘,制冷启动温度和强制冷温度由∩键盘输入;设计了PWM控制电路,实现对半导体制冷片TEC[5]的工作空间电压的控制,进而实现对半导体制冷片TEC制冷功率的控制,以达到对LED芯片及时散热的效果。


                  PWM.控制电路由光电耦合器和一个Cuk电路[3]组成。在此控制电路中,光电耦合器能够有效抑制接地回路的噪声,消除对着保卫处看了看地干扰,提高了整个系统的抗干扰能力;光电耦合器把输入端(单片机AT89C51)和输出端(半导体制冷片TEC)电气隔离,避免了主控芯有多少片AT89C51受到意外伤害,有效保护了单片机AT89C51。


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