根据半导体制冷技能的太阳能LED照明体系散热方案设计
来源:http://yingchengdh.cn 责任编辑:ag88环亚娱乐 更新日期:2019-02-25 22:21

  根据半导体制冷技能的太阳能LED照明体系散热方案设计

  作者:刘淑平 徐铁军

  0. 导言

  在国际动力缺少, 环境污染日益严重的今日,充沛开发并使用太阳能是国际各国政府活跃施行的动力战略之一。太阳能LED照明体系的使用契合这一战略决策的开展趋势。但是,LED照明体系的开展在很大程度上遭到了散热问题的影响。

  关于LED照明体系来讲,LED在作业过程中只能将一少部分的电能转化成光能,而大部分的能量被转化成了热能。跟着LED功率的增大,发热量增多,假如散热问题处理欠好,热量会集在尺度很小的芯片内,使得芯片内部温度越来越高。当温度升高时将构成以下影响[1]:⑴作业电压削减;光强削减;光的波长变长。 ⑵ 下降LED驱动器的功率、损害磁性元件及输出电容器等的寿数,使LED驱动器的牢靠度下降。⑶ 下降LED的寿数,加快LED的光衰。 LED照明体系的散热问题已经成为限制该项技能开展的一个首要妨碍。现在,在处理LED照明体系的散热问题上首要选用的办法有:调整LED的间隔;合理加大LED与金属芯印制板间隔离;打孔办法;装置电扇。这些办法在实践使用中遭到许多客观条件的影响,散热作用并不是很抱负。

  半导体制冷又称热电制冷[2],是使用半导体资料的Peltier效应。当直流电经过两种不同半导体资料串联成的电偶时,在电偶的两头即可别离吸收热量和放出热量,可以完成制冷的意图。它是一种发生负热阻的制冷技能,其特色是无运动部件,牢靠性也比较高。使用半导体制冷的办法来处理LED照明体系的散热问题,具有很高的实用价值。

  1.半导体制冷的作业原理

  1934年法国人帕尔帖发现:当电流流经两个不同导体构成的接点处会发生放热和吸热现象,放热或吸热由电流的巨细来定。

  Q=aTI

  上式中:Q为放热或吸热功率;a为温差电动势率;T为冷接点温度;I为作业电流。

  依据帕尔帖效应原理,帕尔帖效应制冷也叫温差制冷。半导体制冷技能的首要原理是依据帕尔贴效应。半导体制冷是依据热电效应技能的特色,选用特别半导体资料热电堆来制冷,可以将电能直接转换为热能,功率较高。现在制冷器所选用的半导体资料最首要为碲化铋[3],参加不纯物经过特别处理而成N型或P型半导体温差元件,它的作业特色是一面制冷一面发热。

  依据量子理论,金属与半导体资料具有不同的能级、不同的触摸电位差和不同的载荷体。如图1所示,P型与N型半导体之间用金属板衔接,另一端经过金属板构成图中电路,当合上电键k时,就会有图中的电流经过PN结,这样就会在半导体与金属板相连的上端构成帕尔帖冷效应,下端构成帕尔帖热效应[4]。

  图1 半导体制冷根本原理图