隨著以GaN和SiC為代表的第三代半導(dǎo)體的興起,高效大功率LED作為半導(dǎo)體光源,相比傳統(tǒng)照明光源,更節(jié)能、使用壽命更長、使用電壓更低、開光時間更短。大功率LED技術(shù)迅速發(fā)展,有著極為廣闊的應(yīng)用前景,而器件的可靠性是實現(xiàn)其廣泛應(yīng)用的保證。
大功率LED光源制造工藝的不斷進步和新材料(氮化物晶體和熒光粉)的開發(fā)和應(yīng)用,各種顏色的超高亮度LED取得了突破性進展,這使LED應(yīng)用領(lǐng)域跨越至高效率照明光源市場成為可能。然而,LED照明系統(tǒng)的發(fā)展在很大程度上受到散熱問題的影響,對于大功率LED而言,散熱問題已經(jīng)成為制約其發(fā)展的一個瓶頸問題。
而半導(dǎo)體制冷技術(shù)具有體積小、無須添加制冷劑、結(jié)構(gòu)簡單、無噪聲和穩(wěn)定可靠等優(yōu)點,隨著半導(dǎo)體材料技術(shù)的進步,以及高熱電轉(zhuǎn)換材料的發(fā)現(xiàn),利用半導(dǎo)體制冷技術(shù)來解決LED照明系統(tǒng)的散熱問題,將具有很現(xiàn)實的意義。
利用半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)總體設(shè)計方案:
LED散熱控制系統(tǒng)由溫度設(shè)定模塊、復(fù)位模塊、顯示模塊、溫度采集模塊、控制電路模塊及制冷模塊組成。該系統(tǒng)以微處理器為控制核心,與溫度采集模塊通信采集被控對象的實時溫度,與溫度設(shè)定模塊通信設(shè)定制冷啟動溫度和強制冷溫度。
利用C語言對未處理編程可實現(xiàn),當(dāng)采集的實時溫度小于制冷啟動溫度時,無PWM調(diào)制波輸出,制冷模塊處于閑置狀態(tài);當(dāng)采集的實時溫度大于制冷啟動溫度但小于強制冷溫度時,輸出一定占空比的PWM調(diào)制波,制冷模塊啟動小功率的制冷方式;當(dāng)采集的實時溫度大于強制冷溫度時,輸出一定占空比的PWM調(diào)制波,制冷模塊啟動大功率的制冷方式。
大功率LED光源相比于傳統(tǒng)照明有多重優(yōu)勢。使用壽命較長,大功率LED路燈使用壽命高達50,000小時以上;更加節(jié)能,比高壓鈉燈節(jié)電80%以上;更加綠色環(huán)保,大功率LED路燈不含鉛、汞等污染元素,對環(huán)境沒有仸何污染;使用更加安全,耐沖擊,抗震力強,LED發(fā)的光在可見光范圍內(nèi),無紫外線和紅外輻射,并且沒有燈絲和玻璃外殼,沒有傳統(tǒng)燈管碎裂的問題。LED路燈以可以替代傳統(tǒng)照明的使用,因為它在功能照明應(yīng)用上實現(xiàn)產(chǎn)品兼容、可互換,并實現(xiàn)模組話、規(guī)格化和標(biāo)準(zhǔn)化。大功率LED路燈的光衰小,一年的光衰不到5%,使用10年仍可達到道路使用照度要求,而傳統(tǒng)照明光衰大,一年左右就已經(jīng)下降30%以上。