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电子产品开发:COB LED灯的冷却基础知识

更新时间: 2021-05-29
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我们在开发COB LED灯的时候,尤其是大功率COB LED,要着重考虑散热效果。英锐恩单片机开发工程师介绍,自19世纪白炽灯泡发明以来,照明设备变得更明亮、更小、更高效、更专业。发光二极管(LED)于20世纪60年代末进入市场,这是爱迪生发明灯丝灯泡以来最关键的发明之一。

COB LED灯


LED技术为白炽灯泡提供了更有效的替代方案,但对于许多设计来说,早期版本的制造成本高得令人望而却步。随着LED技术的采用,半导体制造变得更加精简,最终使LED更便宜、更易访问。半导体制造(其中大部分为LED和晶体管开发而优化)专注于制造更小、更高效的设备。chip On board LED(COB LED)是这种紧凑高效的半导体制造的结果之一。

一、COB LED和SMD LED之间的差异

COB LED具有许多LED芯片,这些芯片融合并集成到打印电路板中。电路板使用单个电路同时为 LED 芯片供电。表面贴装二极管(SMD) LED使用许多独立电路为单个二极管供电。

使用COB LED的主要优点是其二极管密度。二极管密度是测量多少二极管可以容纳到一个单一区域。COB LED通常有9个甚至更多的二极管排列在矩阵板中,所有这些二极管都使用相同的电路提供电源。虽然这种电路限制了LED的变换颜色的能力,但它也允许超高密度照明和提高SMD的效率。有些人将COB LED称为 LED灯块,原因是它们在技术上是单个板中包含了许多二极管的模块集合。

二、如何管理COB LED温度

在电子产品开发过程中,如果你将COB LED纳入你的设计中,你需要先了解LED板的冷却要求。LED模块非常高效,对照明应用(如道路和停车照明)非常有利,但在管理热负荷方面,它们可能会带来重大的设计挑战。我们知道COB LED都是大功率组件,因此会产生高温。例如,常见的XHP70.2 LED灯珠便广泛用在手电筒上,它可在6V时提供高达28.8瓦的亮度,从而产生高亮的光线和大量不必要的热量。

在没有热管理的情况下下,XHP70.2 LED接头部位的温度在几秒钟内很容易就超过250摄氏度。时间长了,这将导致COB LED老化或发生故障,并可能导致相邻设备也发生故障。

三、调节COB LED温度

冷却COB LED灯的方法类似于其他类型的冷却方式,但COB LED由于其所占面积小且功率高,具有较高的热能。在电子产品开发时,这种组合对工程师来说是一个重大挑战,因为高热设备依赖于被动或主动冷却方式,或两者的组合。鉴于COB LED具有较高的热输出能力,工程师可以使用主动冷却方法,如:

1.液体冷却。
2.使用导热管。
3.风扇散热。
4.使用扇热片。

英锐恩单片机开发工程师介绍,在使用大功率LED的大规模生产设备中,可将被动热管理设备内置到设备中,例如集成到路灯柱头部的冷却鳍。被动冷却不需要额外的能量来冷却COB LED,但这必然增加电子产品开发的复杂程度。