Адрес для переписки: Манего Сергей Анатольевич Белорусский национальный технический университет просп. Независимости, 65, 220013, г. Минск, Республика Беларусь Тел.: +375 17 292-10-79 kaf_etf@bntu.by
Address for correspondence: Manеgo Sergey A. Belаrusian National Technical University 65 Nezavisimosty Ave., 220013, Minsk, Republic of Belarus Tel.: +375 17 292-10-79 kaf_etf@bntu.by
Повышение энергоэффективности работы твердотельных осветительных устройств в народном хозяйстве Республики Беларусь является актуальной задачей. Современные проблемы энергоэффективного освещения многогранны и имеют широкий спектр. Особенно это актуально в условиях энергетического и мирового экономического кризиса. Так, на освещение в Беларуси расходуется 10–13 % от общего потребления электроэнергии. Таким образом, имеется значительный потенциал энергосбережения за счет перехода к энергоэффективному освещению. Рассмотрены вопросы надежности и долговечности работы твердотельных осветительных устройств, созданных на основе светодиодных линеек фирмы Paragon Semiconductor Lighting Technology Co., Ltd. Оценка надежности оптоэлектронных приборов базируется на исследовании закономерностей развития механизмов деградации, приводящих к отказам того или иного типа. Выяснение причин деградации необходимо, чтобы затем, целенаправленно воздействуя на них, уменьшить скорость и величину деградации. Одной из основных причин деградации светодиодных устройств является температурный перегрев активной области светодиодного чипа. Поэтому актуальными становятся методы оценки тепловых характеристик твердотельных осветительных устройств. В статье исследованы тепловые свойства мощных синих светодиодных линеек методом переходных электрических процессов. Рассчитаны температуры активной области светодиодов в линейках при различных условиях теплоотвода и значениях токов инжекции. Проведено компьютерное моделирование тепловых полей линеек при нагреве с использованием пакета ANSYS. Установлено, что из степени неоднородности распределения температуры вдоль линейки следует невозможность выделения тепловых свойств элементов структуры чипов линейки на основе усредненных по всем светодиодам временных зависимостей температуры. Показано, что тепловые параметры линеек светодиодов с достаточной точностью можно получить, используя представление линейки только двумя эквивалентными RC-цепочками, соответствующими тепловым путям «активная область светоизлучающего светодиода – алюминиевая подложка» и «алюминиевая подложка – окружающая среда». Для данных областей определены тепловые постоянные времени, тепловые сопротивления и теплоемкости.
Increasing the solid lighting facilities operational energy-efficiency in the national economy of the Republic of Belarus is of current concern. The modern problems of energy-saving lighting are multifaceted and broad-ranging. It is particularly burning amidst the energy crisis and the world commercial slump. Thus, the lighting demands 10–13 % of the total electric energy consumption in Belarus. That is to say, there is a significant potential of energy saving in transition to energy-efficient lighting. The paper considers the issues of reliability and service period of the solid-state lighting devices created on the basis of lines of light-emitting-diodes (LED) produced by Paragon Semiconductor Lighting Technology Co., Ltd. The optoelectronic apparatuses reliability assessment is based on investigation of the development principles and deterioration mechanisms leading to failures of one kind or another. The deterioration causes ascertainment is indispensable for acting upon them later on and thus reducing the degradation speed and extent. One of the LED-devices deterioration main sources is the temperature overheat of the LED-chip active area. Therefore, techniques for evaluating the heat characteristics of solid lighting devices become the issue of the day. The article investigates thermal properties of high-capacity blue LED-lines by method of electrical transient processes. The authors calculate temperatures in the LED-lines active areas at various heat-dissipation conditions and injection currents values. They realize computer generated simulation of the heated lines thermal fields applying the ANSYS packet. The study concludes that out of the degree of temperature-distribution heterogeneity along the line impossibility of the line chip structural units thermal characteristics extraction arises based on all LEDs homogenized over the line temperature-time dependences. The paper indicates that one can with reasonable accuracy obtain the LED-lines thermal parameters employing the line representation with two equivalent RC-strings corresponding the thermal ways ‘LED active area – aluminium base’ and ‘aluminium base – environment’. For these areas thermal time constants, thermal resistances and thermal capacities are determined.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.