LED’ler İçin Soğutma Neden Önemlidir?
Sıcaklık açısından değerlendirdiğimizde LED’leri soğuk kaynaklar olarak nitelendirebiliriz. Bunun sebebi ise büyük miktarda kızılötesi ışın üreten saydam lambaların aksine (bazı LED’lerin kızılötesi enerji üretmek için tasarlandığını biliyoruz fakat bu haberde bu tür LED’lerden bahsetmiyoruz.) LED’lerin kızılötesi ışınlar içermemesidir.
LED’lerin soğuk kaynaklar olarak adlandırılmasının diğer bir sebebi ise maddelerin ısıyla uyarılmasıyla değil farklı bir mekanizmayla ışığın üretilmesidir. LED aydınlatma sistemleri büyük miktarlarda ısı yaymasa da konveksiyon ve kondüksiyon yoluyla yayılan bağlantılar sayesinde ısı yayarlar.
Soğutma yöntemiyle cihazdan ısı çıkarmak ve LED’leri düşük sıcaklıkta çalıştırmak daha fazla ışık çıkışı ve cihazın daha uzun ömürlü olmasını sağlar. LED aydınlatma sistemlerinde soğutma işleminin yapılması bu sistemlerin kurulumunda göz önünde bulundurulması gereken bir konudur.
Isının sistemden uzaklaştırılması ya da soğutulmuş yüzeylerde dolaşım yoluyla havalandırma yapılması için yeterli imkanların olması gerekir. LED aydınlatma sisteminin küçük ve yalıtılmış bir yere kurmak bağlantı sıcaklığını hızla yükseltir ve performans düşüklüğüne sebep olur.
LED’ler Isıdan Nasıl Etkilenir?
Normal olarak ortam ne kadar soğuksa LED’lerin ışık verimi o kadar iyi olacaktır. Yüksek sıcaklıklar genellikle ışık verimini azaltır. Daha sıcak ortamlarda ve yüksek akımda yarı iletken maddenin sıcaklığı artar.
Sabit bir akımda LED’lerin ışık verimi bağlantı sıcaklığına bağlı olarak değişir. Bazı LED’lerin bağlantı sıcaklığına göre ışık verimi gösterilmiştir.
InGaNLED’lerinde (mavi, yeşil, beyaz) sıcaklığa bağımlılık AlGaInP LED’lerinden (kırmızı ve sarı) daha azdır. Bağlantı sıcaklığına göre kırmızı, mavi ve fosfor dönüşümlü beyaz LED’lerin ışık üretimi.
LED’ler Aydınlatma İçin Neden Uygundur?
Elektronik aletlerdeki gösterge ışıkları olarak kullanılan ilk üretilen LED’ler dar bantlı olmasına rağmen tek renkli değildi ve renk aralığı sarı-yeşil ile kırmızı arasında değişmekteydi.
Eski gösterge lambalarından daha fazla ürün verimine sahip olan AlGaInP ve InGaN LED’lerin üretilmesiyle LED’ler daha kullanışlı hale gelmiştir. Bunun yanında bu materyaller sayesinde herhangi bir görüntüde yüksek dalga boyuna sahip LED’ler ortaya kondu.
Beyaz ışık ise bu görüntünün farklı bölümlerinden gelen ışığın karıştırılmasıyla oluşturulabilir. Daha geniş alet ve üniteler sayesinde LED’lerin ürün verimi artmıştır ve böylece pek çok aydınlatma uygulamasında kullanımı kolaylaşmıştır.
Yarı iletken maddenin boyutunun artmasının yanı sıra LED’lerin yapısı da LED’leri daha etkin hale getirmek için değişti.
İlk üretilen LED bağlantılarını oluşturan kristaller ışığı emen substratlar (etkinen maddeler) kullanılarak geliştirildi. Saydam substratlar kullanılması ve yarı iletken maddenin şeklinin geliştirilmesiyle aletten çıkan ışığın miktarı arttı.
LED’lerin geliştirilen tasarımı sayesinde verimi arttı. Substratlar gölgeli alanda gösterilmiştir. Işık emen substrat kullanan ilk LED’ler daha sonra saydam substratlar geliştirildi ve böylece ışığın diğer yönlerde de yayılması sağlandı, son olarak yarı iletken maddelerin şekillendirilmesiyle LED’lerin verimi artırıldı.
makale: Can BAYRAM / Yüksek Elektronik Mühendisi