以單片機AT89C51為控制核心,將半導體制冷技�(shù)引入�
隨著LED技�(shù)日新月異的發(fā)展,LED已經(jīng)走進普通照明的市場。然�,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�
1 LED熱量�(chǎn)生的原因及熱量對LED性能的影�
LED 在正向電壓下,電子從電源獲得能量,在電場的驅(qū)動下,克服PN �(jié)的電�,由N 區(qū)躍遷到P 區(qū),這些電子與P 區(qū)的空穴發(fā)生復�。由于漂移到P 區(qū)的自由電子具有高于P 區(qū)價電子的能量,復合時電子回到低能量態(tài),多余的能量以光子的形式放出。然�,釋放出的光子只�30%~40%�(zhuǎn)化為光能,其余的60%~70%則以點振動的形式�(zhuǎn)化為熱能�
由于LED是半導體�(fā)光器�,而半導體器件隨溫度的變化自身�(fā)生變�,從而其固有的特性會�(fā)生明顯的變化。對于LED�(jié)溫的升高會導致器件性能的變化和衰減。這種變化主要體現(xiàn)在以下三個方面:⑴減少LED的外量子效率;⑵縮短LED的壽命;⑶造成LED�(fā)出光的主波長�(fā)生偏�,從而導致光源的顏色�(fā)生偏�。大功率LED一般都用超�1W的電功率輸入,其�(chǎn)生的熱量很大,解決其散熱問題是當�(wù)之急�
2半導體制冷原�
半導體制冷又稱電子制�,或者溫差電制冷,是�50年代�(fā)展起來的一門介于制冷技�(shù)和半導體技�(shù)邊緣的學科,與壓縮式制冷和吸收式制冷并稱為世界三大制冷方�。半導體制冷器的基本器件是熱電偶�,即把一只N型半導體和一只P型半導體連接成熱電偶(如�1),通上直流電后,在接口處就會產(chǎn)生溫差和熱量的轉(zhuǎn)�。在電路上串�(lián)起若干對半導體熱電偶�,而傳熱方面是并聯(lián)�,這樣就構(gòu)成了一個常見的制冷熱電�。借助于熱交換器等各種傳熱手段,是熱電堆的熱端不斷散熱并且保持一定的溫度,而把熱電堆的冷端放到工作�(huán)境中去吸熱降�,這就是半導體制冷的原理�
本文采用半導體制冷是因為與其他的制冷系統(tǒng)相比,沒有機械轉(zhuǎn)動部�、無需制冷�、無污染可靠性高、壽命長而且易于控制,體積和功率都可以做的很�,非常適合在LED有限的工作空間里應用�
3系統(tǒng)總體�(shè)計方�
LED散熱控制系統(tǒng)由溫度設(shè)定模�、復位模�、顯示模塊、溫度采集模�、控制電路模塊[2]及制冷模塊組�,系�(tǒng)總體框圖如圖1所示。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�,與溫度�(shè)定模塊通信�(shè)定制冷啟動溫度和強制冷溫�。利用C語言對未處理編程可實�(xiàn),當采集的實時溫度小于制冷啟動溫度時,無PWM�(diào)制波[1,6]輸出,制冷模塊處于閑置狀�(tài);當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�(diào)制波,制冷模塊啟動小功率的制冷方�;當采集的實時溫度大于強制冷溫度時,輸出一定占空比的PWM�(diào)制波,制冷模塊啟動大功率的制冷方��
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